lcl型并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的研究

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1、分类号学号M201171152学校代码10487密级硕士学位论文LCL型并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的研究学位申请人：翁凯雷学科专业：电气工程指导教师：阮新波教授答辩日期：2014年1月9日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringResearchontheRobustnessagainstGridImpedanceofLCL-TypeGrid-ConnectedInverterCandidate:WengKaileiMajor:El

2、ectricalEngineeringSupervisor:Prof.RuanXinboHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei,P.R.China,430074Jan.9,2014万方数据本论文工作得到：国家自然科学基金重点项目(50837003),国家自然科学基金面上项目(51007027)和国家重点基础研究发展计划项目(973计划)(2009CB219706)资助谨表谢意！万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外

3、，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，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，即：学校有权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。本人授权华中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。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位

4、论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要传统化石能源的开发利用导致能源危机和环境污染问题，以太阳能、风能为代表的分布式并网发电越来越受到重视。LCL型并网逆变器是连接分布式源和电网的接口装置之一。为保证其稳定工作，通常采用电容电流反馈有源阻尼来抑制LCL滤波器的谐振峰。采用数字控制时，控制延时会导致系统稳定约束条件复杂且对电网阻抗的鲁棒性差。本文针对数字控制电容电流反馈有源阻尼的LCL型并网逆变器，分析考虑电网阻抗的控制参数设计方法，以提高并网逆变器对电网阻抗鲁棒性。本文首先建立数字控制时电容电流反馈有源阻尼LCL型并网

5、逆变器的数学模型。通过控制框图的等效变换，分析控制延时对阻尼效果的影响，并讨论系统的稳定约束条件。在此基础上，进一步考虑电网阻抗的变化，给出阻抗交截和极点轨迹图两种判断系统稳定性的方法。通过分析电网阻抗与系统稳定约束条件之间的关系，本文推导出并网逆变器不稳定的电网阻抗值域，并提出一种提高系统对电网阻抗鲁棒性的控制参数设计方法。采用该方法设计的控制参数，如果电网阻抗变化时LCL滤波器的谐振频率不跨越1/6采样频率，则电网阻抗变化时LCL型并网逆变器系统恒稳定；如果电网阻抗变化时谐振频率跨越1/6采样频率，则除一临界点外系统恒稳定。针对电容电流滞后一拍反馈存在的稳定性问题

6、，本文讨论电容电流即时反馈在提高并网逆变器稳定性方面的效果，并对这两种电容电流反馈有源阻尼方式的等效物理模型和对电网阻抗的鲁棒性进行分析。以单相LCL型并网逆变器为例，在实验室研制一台6kW的原理样机，并完成相关的实验研究，实验结果验证了理论分析的正确性。关键词：并网逆变器；LCL滤波器；数字控制；电容电流反馈有源阻尼；电网阻抗I万方数据华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTUtilizationoffossilfuelssuchascoal,oilandnaturalgasleadstoenvironmentpollutionandresourceexhausti

7、on.Renewableenergysuchassolarenergyandwindenergy,hasbeendrawingmoreandmoreattentions.Distributedpowergenerationsystems(DPGSs)isoneoftheeffectiveutilizationapproachesoftherenewableenergy.TheLCL-typegrid-connectedinverteristhepopularinterfacedevicebetweentheDPGSsandgird.Thecapaci