基于LCL滤波器的三相并网逆变器控制技术研究毕业论文.doc

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1、基于LCL滤波器的三相并网逆变器控制技术研究毕业论文目录摘要IAbstractII目录Ⅲ第一章绪论11.1三相PWM电压型逆变器的产生背景11.2逆变器的研究现状21.2.1PWM逆变器的研究现状21.2.2基于LCL滤波的PWM逆变器的研究现状41.3本文的主要内容8第二章PWM逆变器的原理及数学模型92.1逆变器的工作原理92.2基于LCL滤波的PWM逆变器的数学模型122.3锁相环节的工作原理122.4本章小结19第三章LCL滤波器和控制系统的设计203.1LCL滤波器的参数设计203.1.1LCL滤

2、波器的谐振抑制方法203.1.2滤波器参数变化对滤波性能的影响203.1.3滤波器参数设计的约束条件213.1.4滤波器参数的设计步骤223.2基于无源阻尼的单电流环控制方案的设计233.3双闭环控制系统的设计253.3.1网侧电感电流外环控制器的设计253.3.2电容电流内环控制器的设计263.4本章小结26第四章系统参数设计及仿真验证274.1系统参数设计274.2仿真验证284.3本章小结32结论33I参考文献34致谢36附录1开题报告37附录2文献综述41附录3中期报告46附录4英文翻译52一、英文

3、文献原文52二、英文文献翻译63I第1章绪论第1章绪论1.1三相PWM电压型逆变器的产生背景随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重，能源和环境成为21世纪人类所面临的重大基本问题，清洁、可再生能源的发展和应用越来越受到世界各国的广泛关注。近些年来，太阳能光伏(Photovoltaic，PV)发电技术，风力发电技术得到了持续的发展。尤其随着经济的高速发展，我国很多地区的用电缺乏非常严重，一些城市不得不实行分时分区域供电。发展新能源，充分利用绿色能源，对我国的经济持续发展有着极其重要的意义。现代社会对能源需求

4、不断增加，煤炭、石油、天然气等一次性能源却不断减少，而且其使用又会对环境产生很大危害，为了缓解能源危机，避免环境的进一步恶化，对风能、太阳能等新能源的开发利用显得尤为重要，可再生能源的使用兼具环保性和持续利用性，但是也存在着缺陷和难点。鉴于我国太阳能、风力资源丰富，可以说是取之不尽、用之不竭，这为我国发展清洁能源事业提供了很好的机遇。而在这些清洁能源利用过程中，并网逆变器是关键。人们一直在电力电子技术的发展中探索一条“绿色"之路，对逆变装置而言，“绿色”的内涵包括电网无谐波，单位功率因数，以及功率控制系统的

5、高性能，高稳定性，高效率等传统逆变装置所不具备的优越性能。在所有的变换器中，PWM变换器由于其产生谐波损耗小，对通信设备干扰小，整机效率高，而牢牢占据了主流产品的市场。PWM变换器可以实现电网交流侧电流正弦化，且运行于单位功率因数或者功率因数可调，谐波含量很小，被称之为“绿色电能变换’’。PWM变换器能达到“绿色"逆变器的目的，已经受到国内外学者普遍的重视，成为研究的热点。7第1章绪论1.2逆变器的研究现状1.2.1PWM逆变器的研究现状光伏、风力等并网发电系统主要由光伏阵列、风机和并网逆变器等组成，在可调

6、度式系统中，还会配备蓄电池作为储能设备。其结构示意图如图(1-1)所示。由图可见，并网发电系统通过配合容量适合的逆变器连接到公共电网上，在白天日照充足情况下，除了提供本地负载，多余电力可以提供给公共电网：夜间或阴天情况，本地负载则直接从电网获取所需电能。图1-1并网发电系统结构示意图PWM控制技术的应用与发展为逆变器性能的改进提供了变革性的思路和手段，结合了PWM控制技术的新型逆变器称为PWM逆变器。将PWM控制技术应用于逆变器始于20世纪70年代末，但由于当时谐波问题不突出，加上受电力电子器件发展水平的制

7、约，PWM逆变器没有引起充分的重视。进入80年代后，由于自关断器件的日趋成熟及应用，推动了PWM技术的应用与研究。7第1章绪论随着PWM控制技术的发展，如空间矢量PWM，滞环电流PWM控制等方案的提出，以及现代控制理论和智能控制技术的发展和应用，PWM逆变器的性能得到了不断提高，功能也不断扩展，PWM逆变器网侧独特的受控电流源特性，使得PWM逆变器作为核心设备被广泛应用于各类电力电子应用系统中，经过国内外专家学者多年的研究，PWM逆变器在电路拓扑结构，数学模型，控制方法，电网电压不平衡，系统特性等方面取得了

8、丰硕的研究成果。PWM逆变器经过30多年的探索和研究，取得了很大的进展，其主电路从早期的半控型器件桥路发展到如今的全控型器件桥路；其拓扑结构从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路；PWM开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制；功率等级也从千瓦级发展到兆瓦级，随着PWM逆变器技术的发展，已经设计出多种PWM逆变器，并可分类如下：一、按照电网相数分类：单相电路，三相电路，多相电路；二、按照PWM开关调制分