基于lcl滤波的三电平储能逆变器主电路设计及优化

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1、ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ＾硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ论文题目基于ＬＣＬ滤波的兰电平储能逆变器＼主电路设计及优化—：学科专业控制狸论与控制工程学号２０１２２１０７０３５０化者姓名罗奇■—马指导教师邹见效教授独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果ｌＪｌ。据我所知，除了文中特别加ｉ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究

2、成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论义中作了明确的说明并表示谢意。Ｌ乂日作者签名；日期；年ｙ月论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可１＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索＾、，可心采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：－Ｓｉ

3、—。｜：日期；＞年月日５ｆ分类号密级注1UDC学位论文基于LCL滤波的三电平储能逆变器主电路设计及优化（题名和副题名）罗奇（作者姓名）指导教师邹见效教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业控制理论与控制工程提交论文日期2015.05.18论文答辩日期2015.05.22学位授予单位和日期电子科技大学2012年6月日答辩委员会主席田书林刘群英张榆平评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNANDOPTIMIZATIONOFMAINCIRCUITOFBATTERYSTORAGEINVERTERBASEDONLCLFILTERAMa

4、sterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ControlTheoryandControlEngineeringAuthor:QiLuoAdvisor:Prof.JianxiaoZouSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要在对新能源迫切需求的今天，基于新能源的分布式系统已经成为近年来的研究热点。储能逆变器作为一种可以使能量双向流动的电力电子装置，对改善电能质量，提高供电稳定性，提高新能源发电可用性和增加分布式电源的市场价值都有巨大

5、的帮助。本文以T型三电平并网逆变器作为研究对象，分析了其主电路参数设计方法，重点研究了LCL滤波器参数的优化设计。首先，本文对三电平逆变器的工作原理进行了分析，在其拓扑结构上建立了其在三相静止坐标系下的数学模型，结合工作原理和数学模型，对功率器件、直流母线电容和LCL滤波器的参数进行了设计，通过仿真对参数设计的效果进行了分析验证。其次，介绍了三电平SVPWM调制算法和3MV调制算法的实现过程，通过傅里叶级数对逆变器的输出电压进行分析，得到了这两种调制算法下输出电压谐波的计算方法，通过仿真进行对比分析。然后，对LCL滤波器的滤波特性进行分析，在得到逆变侧输出电压谐波的基础上，提出

6、了一种以总电感最小为优化目标，并满足IEEE519并网电流谐波畸变率标准的LCL滤波器参数优化模型，结合优化模型的特点，设计了一种解决本文优化问题的最优参数搜索方法。最后，对于LC-LCL滤波器，通过对其在不同频率下等效模型的分析，得到了其谐振支路电感、电容以及阻尼电阻的设计方法，使得在不增加搜索维度的条件下，将本文所设计的优化模型和最优化参数搜索算法应用于该滤波器的设计。在两种调制算法下按照本文的设计方法分别对LCL滤波器以及LC-LCL滤波器进行参数设计，对所设计的滤波器的并网电流谐波进行仿真分析，本文的设计方法能够使得并网电流谐波畸变率非常好地满足并网电流谐波畸变率的标准

7、，并针对仿真结果对这两种滤波器在SVPWM和3MV调制算法下的优缺点进行了分析。从设计结果来看，相比传统的LCL滤波器设计方法，本文的设计方法能够有效地减小滤波器总电感量，具有良好的实用价值。关键词：T型三电平，功率器件，直流母线电容，LCL滤波器，LC-LCL滤波器，SVPWM调制，3MV调制IABSTRACTABSTRACTIntoday’surgentneedfornewenergy,distributedsystemsbasedonthenewenergyhasbecomeahott