单相并网逆变器控制相关技术的研究

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1、中图分类号：TM464论文编号：102870315-S147学科分类号：081101硕士学位论文单相并网逆变器控制相关技术的研究研究生姓名凌路学科、专业控制理论与控制工程研究方向逆变器控制指导教师叶永强教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一五年二月课题资助项目：国家自然基金(编号61473145)NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonrelatedcontroltechnologiesofsing

2、lephasegrid-tiedinverterAThesisinControlTheoryandControlEngineeringbyLingLuAdvisedbyProf.YeYongqiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringFebruary,2015承诺书本人声明所呈交的硕士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。除了文中特别加以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成果，也不包含为获得南京航空

3、航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、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适用本承诺书）作者签名：日期：摘要当今世界面临着能源危机与环境污染的双重考验，在这种背景下，分布式发电系统得到了广泛的关注与研究。并网逆变器是分布式发电系统的重要组成单元，LCL型并网逆变器的电流控制成为了近年来的研究热点。在目前已有的LCL型并网逆变器电流控制方法中，分裂电容法将LCL型滤波器的电容按特定比例分成并联的前后两个部分，通过反馈两个电容中间的电流信号

4、来控制逆变器输出，从而实现降阶。然而，该方法在降阶过程中对消掉的极点是临界稳定极点，电流反馈中不包含谐振频率处的分量，因此闭环系统不完全可控。针对分裂电容法存在的不足，本文开展了如下的研究工作。首先，介绍了LCL型并网逆变器的建模以及常见的控制策略，着重介绍了基于分裂电容法的电流反馈模型，指出了分裂电容法电流控制策略存在的不足。其次，介绍了零点配置的原理与方法，通过添加一个或者多个状态变量反馈，在系统传递函数中构造产生一对位于共轭极点处的共轭零点，以抵消掉系统中的共轭极点，从而消除谐振尖峰。再次，本文在分析目前已有的LCL型并网逆变器电流控制方法的基础上，提出了分裂

5、电容法有源阻尼控制方案，有效地抑制了系统谐振，改善了滤波器的输出电流波形。同时，为了降低系统成本及保证逆变器的高可靠性，采用滤波电容电流估算的方法，实现了无附加传感器的分裂电容法有源阻尼控制。最后，通过MATLAB/Simulink软件仿真以及一台2kW单相并网逆变器样机的实验，验证了本文理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。关键词：LCL型滤波器，并网逆变器，有源阻尼，分裂电容，无电流传感器IABSTRACTTheworldtodayfacesthedualchallengeofenergycrisisandenvironmentalpollution,int

6、hissituation,distributedgenerationsystemhasbeenpaidalotofattention.Grid-tiedinverterisanimportantcomponentofdistributedgenerationsystem,thecurrentcontrolofLCLtypegrid-tiedinverterhasbecomeahottopicinrecentyears.AmongtheexistingcurrentcontrolmethodsofLCLgrid-tiedinverters,thesplit-capac

7、itormethoddividesthecapacitorintotwoparts,whichdegradesthesystemorderthroughthefeedbackofthecurrentbetweenthetwocapacitorbranches.However,thecancelledpolesinthedeflationprogressarecriticalsteadypoles.Thischaracteristicmakesthewholeclose-loopsystemincompletelycontrollablebecausethesig