基于LCL滤波的光伏并网逆变器控制策略研究

【摘要】：大容量的并网发电是未来光伏发电技术的发展趋势,对于功率等级较高的并网逆变器,传统的电感滤波已不能满足入网电流谐波标准的要求,而LCL滤波结构的出现,为并网逆变器的输出滤波提供了一种新的思路,本文即在LCL滤波结构的基础上,对逆变器的并网控制技术进行了相关研究。 首先从单相LCL滤波器输入电压对输出电流的传递函数着手,分析了LCL滤波器在提升逆变器输出滤波性能的同时,也不可避免地会导致控制系统的谐振,影响系统的稳定性和并网电流的波形品质。为了抑制系统谐振,提出在滤波器回路中增加阻尼电阻的无源阻尼方案；针对无源阻尼方案会带来额外功率损耗的问题,构思采用控制算法等效地替代实际的阻尼电阻,即有源阻尼法的思想；在逆变器的并网控制上,采用虚拟磁链定向方法代替传统的电压定向,以期获得精准的定向精度,并采用直接功率闭环控制逆变器的并网输出,省略了繁杂的坐标变换及解耦控制过程,实现了并网的快速跟踪响应。 在理论分析的基础上,搭建了相应的仿真平台,对所研究内容进行了仿真验证。最后根据前述内容设计了一台基于LCL滤波结构的5kW并网逆变器样机,详细地给出了主电路参数,元器件选型,控制系统硬件电路及主要程序流程图,通过试验研究进一步论证了设计方案的合理性与先进性。 【关键词】：光伏发电 并网逆变器 LCL滤波 虚拟磁链 直接功率控制
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-22
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 逆变器的国内外研究现状14-15
• 1.3 并网逆变器技术讨论15-20
• 1.3.1 并网逆变器的分类及拓扑结构15-18
• 1.3.2 并网逆变器的控制策略18-19
• 1.3.3 并网逆变器的滤波方式19-20
• 1.4 本文的主要研究内容20-22
• 2 LCL滤波的光伏并网逆变器控制策略22-40
• 2.1 LCL滤波的谐振问题22-24
• 2.2 LCL滤波的阻尼控制方案24-29
• 2.2.1 无源阻尼法24-25
• 2.2.2 有源阻尼法25-29
• 2.3 逆变器并网控制策略29-40
• 2.3.1 虚拟磁链定向控制29-30
• 2.3.2 直接功率计算方法30-34
• 2.3.3 虚拟磁链定向的直接功率控制34-38
• 2.3.4 闭环控制系统38-40
• 3 LCL滤波器参数分析计算40-47
• 3.1 LCL滤波器参数设计要求40-43
• 3.1.1 总电感量要求40-41
• 3.1.2 滤波电容要求41
• 3.1.3 谐振频率要求41-42
• 3.1.4 谐波衰减要求42-43
• 3.2 LCL滤波器参数计算43-45
• 3.2.1 桥臂侧电感值计算43-44
• 3.2.2 滤波电容值计算44-45
• 3.2.3 网侧电感值计算45
• 3.3 计算参数的检验与校正45-47
• 3.3.1 总电感量检验与校正45-46
• 3.3.2 谐振频率检验与校正46-47
• 4 光伏并网逆变器硬件设计和软件实现47-59
• 4.1 主电路设计47-50
• 4.1.1 光伏阵列设计47-48
• 4.1.2 直流侧滤波电容设计48-49
• 4.1.3 IPM模块选型49-50
• 4.2 控制系统电路设计50-55
• 4.2.1 DSP控制芯片选型50
• 4.2.2 信号检测及调理电路50-53
• 4.2.3 IPM模块驱动及接口电路53
• 4.2.4 辅助电源电路53-55
• 4.3 系统软件实现55-59
• 4.3.1 控制系统主程序55-56
• 4.3.2 捕获中断子程序56-57
• 4.3.3 并网子程序57-59
• 5 并网逆变器控制系统仿真及实验59-66
• 5.1 控制系统仿真研究59-61
• 5.2 5kW并网逆变器样机实验研究61-66
• 5.2.1 样机设计61-64
• 5.2.2 实验及波形分析64-66
• 6 总结与展望66-68
• 6.1 全文研究总结66
• 6.2 后续工作展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 作者简介72

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究    刘飞;查晓明;段善旭;

单相光伏并网逆变器输入电流波动问题研究    陈凯;梁永春;黄金金;雷凯;

光伏并网逆变器电流滞环跟踪控制    戴训江;晁勤;

基于Simulink的光伏电池组件建模和MPPT仿真研究    刘翼;荆龙;童亦斌;

基于LCL滤波器的三相光伏并网控制系统研究    刘飞;徐鹏威;陈国强;陈昌松;段善旭;

一种新型光伏并网逆变器控制策略    吴春华;陈国呈;丁海洋;武慧;宋丹;

基于LCL滤波器的并网逆变器双环控制设计    刘飞;段善旭;查晓明;

阻尼损耗最小化的LCL滤波器参数优化设计    王要强;吴凤江;孙力;孙奎;

基于虚拟电网磁链定向的网侧逆变器矢量控制研究    赵梅花;阮毅;杨勇;

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

跟踪式光伏发电系统的性能分析    高亮;蔡世俊;高鹏;李果华;施正荣;朱拓;

浅析青岛太阳能光伏发电发展的方向及推广对策    楚宪峰;黄翔;王岩;焦国嵩;王建华;

基于光伏发电系统的超级电容器充电效率的研究    张金龙;王久和;吴细宝;

基于DSP的三相光伏并网控制器的设计与实现    陈雷;赵艳军;石新春;张玉平;

The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply    

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

太阳能光伏发电风险评价    李伟;李世超;王丹;

三相光伏并网发电系统的动态仿真    陶晓峰;吴红斌;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

基于LCL滤波器的单相并联有源滤波器控制技术研究    唐诗颖

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

分布式发电微网系统暂态仿真方法研究    李鹏

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制    谢玉录

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

基于极点配置与重复控制相结合的三相光伏发电系统的并网策略    刘飞;查晓明;周彦;殷进军;段善旭;

三相电压型整流器的LCL型滤波器分析与设计    张宪平;李亚西;潘磊;赵斌;许洪华;

PWM整流器的改进虚拟磁链定向矢量控制    吴凤江;汪之文;孙力;

三相并联有源滤波器输出滤波器设计方法研究    武健,何娜,徐殿国

几种光伏系统MPPT方法的分析比较及改进    徐鹏威;刘飞;刘邦银;段善旭;

双级式光伏系统最大功率点跟踪研究    罗明;杨金明;

光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法    董密;罗安;

单相光伏并网逆变器瞬时电流检测与补偿控制    张强;刘建政;李国杰;

具有无功和谐波补偿功能的并网逆变器设计    王正仕;陈辉明;

PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制仿真研究    赵仁德,贺益康

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究    刘飞;查晓明;段善旭;

小功率光伏并网逆变器    王守仁;金新民;杨海柱;

带孤岛效应检测的单周控制三相并网逆变器    于小辉;梁志珊;

光伏并网系统研究    曹海红;

阳光电源并网光伏逆变器率先通过“金太阳”认证    何为;

株洲南车时代电气股份有限公司250kW/500kW光伏并网逆变器通过TUV认证    

一种高频环节并网逆变器的实现方案    陈潼;赵荣祥;

基于无差拍控制的并网逆变器    刘伟;戴瑜兴;文劲松;

基于TMS320LF2407A的软件锁相环的设计与实现    安小丹;梁晖;

并网逆变器的自动重启程序设计    姜宪明;黄晓江;冬雷;杨耕;

微网中并网逆变器的一种改进下垂控制策略研究    史玉立;

基于频率偏移法的光伏并网逆变器孤岛检测    陈曦;李亚楠;陈阿莲;杜春水;张承慧;

一种基于dsPIC30F4011的并网逆变器锁相控制方法    何占宁;夏东伟;刘玉朋;马秀秀;

基于间接电流控制的改进型双BUCK并网逆变器    侯世英;肖旭;彭文雄;张闯;

并网逆变器直流注入控制策略研究    郭小强;邬伟扬;关雅娟;

基于dsPIC的光伏并网发电系统研究    叶刚;

自主研制的10kW太阳能并网发电系统    于元;张志文;王文静;刘波;

LCL并网逆变器入网电流控制技术研究    徐志英;许爱国;谢少军;汤雨;

并网调节的不间断光伏电源    郑万雷;刘文良;

基于状态空间平均法的光伏并网逆变器控制建模(英文)    杨海柱;金新民;

京仪绿能光伏并网逆变器通过国际权威认证    黄倩

吕全亚：把复杂问题简单化    本报记者 孙人杰　实习生 钟天翼 黄星

上广电与AE联合抢滩中国太阳能并网逆变器市场    杨娜

16家入围关键设备目录企业受益    本报记者 邢佰英

云南无线电公司与Power-One公司签署光伏并网逆变器项目合作协议    记者 陈文忠

光伏发电若要并网 直流先要变成交流    姜小莉 左裔

黑龙江省首个大型太阳能电站通过可研    通讯员 于莉杰

我省首个太阳能发电项目启动    曹红涛 于莉杰

黑龙江首个并网太阳能工程启动    通讯员 于莉杰　记者 桑学勇

新疆油田利用新能源擦亮一片天    记者 张文鸣

LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计    薛明雨

LCL滤波并网逆变器的数字单环控制技术研究    殷进军

并网逆变器关键技术研究    姚志垒

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

多重电枢混合励磁风力发电系统的研究    杨勇

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

基于线性二次型最优控制的光伏并网发电系统的研究    李春玲

基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究    魏星

三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究    唐亮

微电网三相并网逆变器硬件研究与设计    周迪

光伏并网逆变器的研究    曹建平

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强

基于模糊控制技术的三相光伏并网逆变器的研究    彭倬

单相光伏并网逆变器的研制    施韵

两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究    王翀

基于间歇性双边无功率扰动的三相并网逆变器孤岛检测研究    张俊

低成本小功率光伏并网逆变器研究    丰瀚麟