lcl滤波的并网逆变器非理想电网适应性分析及优化控制

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1、博士学位论文LCL滤波的并网逆变器非理想电网适应性分析及优化控制AdaptabilityAnalysisandOptimizationControlforanLCL-TypeGrid-ConnectedInverterunderNon-IdealGridConditions作者：李小强导师：伍小杰教授中国矿业大学二○一五年六月中图分类号TM464学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学博士学位论文LCL滤波的并网逆变器非理想电网适应性分析及优化控制AdaptabilityAnalysisa

2、ndOptimizationControlforanLCL-TypeGrid-ConnectedInverterunderNon-IdealGridConditions作者李小强导师伍小杰申请学位工学博士培养单位信电学院学科专业电气工程研究方向新能源发电答辩委员会主席周波评阅人匿名二○一五年六月论文审阅认定书研究生李小强在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规

3、定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢光阴似箭，时间飞逝，五年的硕博生涯一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，感慨良多。五年中，我有过成功的喜悦，亦有过失败的沮丧，但毋庸置疑，这五年的荏苒时光为我的人生画卷添上浓墨重彩的一笔。首先，衷心感谢我的导师伍小杰教授在我学习和生活方面给予的无微不至的关怀和帮助。导师严谨的治学之道、务实的工作作风、广博的理论知识、积极乐观的生活态度是我一生的榜样。而在博士论文的整个创作过程中，从选题到框架设计，从资料的搜集到思路的提出，直至论文的撰写和

4、修改，无不倾注着老师的大量心血，他的每次点拨总能使我拨云见日、柳暗花明。导师对我的关心、鼓励、帮助使我克服许多困难，导师的谆谆教导和殷切希望使我铭记于心，师恩深重，在此表示最衷心的谢意！感谢耿乙文老师对我生活的帮助、学习的督促以及研究方向的规划。无论学习还是生活，耿老师善于理论联系实际，有着敏锐的判断力和独特的视角。感谢英国布里斯托大学的原熙博老师在我学术论文撰写以及研究思路启迪中的帮助和建议，使我的英文写作水平有所提高、研究视野更加开阔。感谢实验室研究团队的戴鹏教授、周娟教授、宗伟林副教授、于月森副教

5、授、夏晨阳副教授、王颖杰老师、夏帅老师、程国栋老师，从研究思路、人员经费到论文撰写，他们都提供了无私的帮助与建议。感谢朱荣伍博士、方蒽博士、杜少通博士、柏浩峰博士、严庆增博士、张金科博士、公铮博士、张永磊博士、王康安博士、张雷博士，在工作和学习上都给予我很多宝贵的建议。感谢实验室同学施向前、周勤奋、张祺、戴华夏、赵文瀚、王凯、张雪、吴琼、李珊珊、胡骢、张翀、鲍宇、段然、李舟生、郑飞以及研一的师弟师妹们，在实验平台设备采购、搭建过程中给予我很大的帮助和支持。感谢我的家人对我学业的理解和支持，在外求学漂泊多

6、年，是你们的爱与宽容让我稳步向前、不断进步，谢谢你们。本论文的完成得到了国家自然科学基金(51377160)、江苏省2013年度普通高校研究生科研创新计划(CXZZ13_0929)以及中央高校基本科研业务费大学生创新项目(2013DXS02)的支持。最后向百忙之中评阅论文各位专家和老师表示由衷的感谢!摘要并网逆变器作为风能、太阳能等分布式发电系统的接口单元，其控制性能在一定程度上决定了发电系统的输出电能质量。由于我国风能、太阳能等可再生能源地理位置分布的特点，许多并网逆变器安装在距离电力主干网较远的地区

7、，发电系统接口处的电网普遍较为脆弱，例如电网不平衡、谐波以及电网阻抗，这些非理想电网运行环境将直接影响并网逆变器注入电网的电能质量，严重时威胁设备的安全运行。因此，本文以LCL滤波的三相并网逆变器为对象，研究其在上述三种非理想电网情况下的适应性及优化措施。消除直流侧电压二次谐波和瞬时输出功率二次波动、实现三相输出电流平衡是电网不平衡时并网逆变器的主要控制目标，为使并网逆变器工作在最优状态，实现控制目标的多元化，基于网侧和变换器侧瞬时功率模型，对不同控制目标下的正、负序电流幅值相位关系进行解析，分别提出一

8、种多目标优化不平衡控制策略。在不改变传统平衡控制策略结构的基础上，引入负序电流补偿，控制结构简单，通过调节因子k，实现各控制目标的过渡和相互转化。考虑到输出滤波器的影响，基于两种瞬时功率模型所建立的不平衡控制策略之间的差别在于，采用网侧功率模型的控制策略可以实现恒定的瞬时有功输出，而采用变换器功率模型的控制策略可以实现恒定的直流电压。从闭环输出导纳的角度研究电网电压谐波影响并网逆变器输出电流的机理。在研究了比例谐振(Proportional