三相光伏并网逆变器的控制技术研究

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1、学校代码：10289分类号：TM464密级：公开学号：122030008江苏科技大学硕士学位论文三相光伏并网逆变器的控制技术研究研究生姓名包其仕导师姓名庞科旺申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业电力电子与电力传动论文提交日期2014年12月29日研究方向电力电子装置与系统论文答辩日期2015年3月20日答辩委员会主席窦金生评阅人盲审盲审2015年3月20日分类号：TM464密级：公开学号：122030008三相光伏并网逆变器的控制技术研究学生姓名包其仕指导教师庞科旺副教授江苏科技大学2015年3月TheStudyofControlMethodbas

2、edonThree-phasePhotovoltaicGrid-connectedInverterSubmittedbyBaoQishiSupervisedbyProfessorPangKewangJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意

3、识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日江苏科技大学工学硕士学位论文摘要作为光伏发电系统与电网的重要接口装置，并网逆变器的主要功能是将光

4、伏电池板发出的直流电能转换成符合一定谐波标准的且与电网同步的交流电能。因此，并网逆变器需要认真的设计与优化，以期达到最佳的运行性能。本文以三相全桥逆变电路为研究对象，重点分析和研究了光伏逆变器的电网同步技术，LCL型滤波器的有源阻尼控制原理以及并网逆变器电流双闭环控制技术。本文首先对并网逆变器的电网同步技术进行研究，介绍了单同步坐标系锁相环(SRF-PLL)的工作原理，指出在理想的电网条件下，一个高带宽的单同步坐标系锁相环可以快速、无误差地获得电网电压的幅相信息，然而当电网发生不对称故障时，SRF-PLL的检测结果就会存在误差，导致锁相性能大幅下降。针对SRF-P

5、LL对电网故障敏感这一缺陷，本文研究了一种级联二阶广义积分器锁频环技术，该技术不仅能在电压跌落、频率突变的电网中快速、准确地获取电网电压的相频信息，而且还能对谐波畸变不敏感。仿真结果表明了该技术有效可行。其次，为了研究LCL型滤波器的控制特性，本文推导了三相LCL并网逆变器的数学模型，并在同步坐标系下对数学模型进行解耦。结合数学模型，分析了无阻尼控制时LCL型滤波器的滤波性能，指出了LCL滤波器存在的谐振特性是由于其对并网电流中高次谐波的低阻抗造成的。为了增加系统在谐振频率处的阻尼，将现有的无源与有源阻尼控制策略进行了详细的分析比对，结果表明采用虚拟电阻并联电容法

6、能够有效增加系统阻尼，抑制LCL型滤波器的谐振尖峰，提高整个系统的稳定性。最后，本文分析了基于同步坐标系和静止坐标系的电流双闭环控制原理及其电流控制器的性能，并给出了合理的系统控制参数设计方法。由于电网背景谐波的存在会降低电流控制器的性能并导致入网电流波形的畸变和相移，为了解决这个问题，本文分别在静止坐标系和同步旋转坐标系下，深入研究了两种不同的特定谐波补偿控制策略。最后结合理论研究，搭建模型对两种控制策略进行对比分析。结果表明，采用比例谐振控制器加谐波补偿器的三相LCL光伏并网逆变器具有更好的抗谐波扰动能力，同时兼顾良好的动态响应性能和稳态裕度，满足光伏并网控制

7、的性能要求。关键字：并网逆变器；级联二阶广义积分器锁频环；有源阻尼；电流双闭环控制；比例谐振控制器江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractAsaninterfacebetweenthephotovoltaicgenerationsystemsandthegridnetwork,themainfunctionofgrid-connectedinvertersisthatitcanconvertsDCpower,comingfromPVpanels,intoACpowerwhichaccordswithcertainharmoniccriteriaandprope

8、rlysy