微电网多逆变器并联谐振机理分析及其集群抑制方法研究

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1、学校代号10532学号S150900695分类号TM76密级公开硕士学位论文微电网多逆变器并联谐振机理分析及其集群抑制方法研究学位申请人姓名王自力培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称陈燕东副教授罗安教授学科专业电气工程研究方向微电网控制论文提交日期2018年5月13日学校代号：10532学号：S150900695密级：公开湖南大学硕士学位论文微电网多逆变器并联谐振机理分析及其集群抑制方法研究学位申请人姓名：王自力导师姓名及职称：陈燕东副教授罗安教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2018年5月13日论文答辩日期：2

2、018年5月22日答辩委员会主席：李欣然教授AnalysisofResonantMechanismforMulti-ParallelInvertersandResearchonMethodofClusterSuppressioninMicroGridByWANGZiliB.E.(XiangtanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringint

3、heGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorChenYandong,ProfessorLuoAnMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，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后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了

4、解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校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。本人授权湖南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。本学位论文属于1．保密□，在______年解密后适用本授权书。2．不保密√。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I微电网多逆变器并联谐振机理分析及其集群抑制方法研究摘要并网逆变器作为分布式电源（光伏、风力、燃料电池等）和微电网的电力电子接口，承担着能量双向转换的功能

5、，为保证并网电流满足谐波标准，并网逆变器通常采用LCL滤波单元对输出电流进行滤波，而LCL由于低阻尼特性，存在固有的谐振点，在外部相匹配的谐波激励下会产生自身谐振。大规模新能源分布式电源经过并网逆变器接入微电网，由于电网阻抗的耦合作用，会在逆变器之间引入并联谐振问题，而电网背景谐波的引入会给多逆变器并联系统引入串联谐振问题。由于逆变器输出的电压谐波和电网背景谐波的存在，会在逆变器自身、逆变器和逆变器之间以及逆变器和电网之间产生谐振，而由谐振引起的电网电压谐波放大将会加剧系统全局谐振的风险，严重影响微电网和电网的安全可靠运行。本文选择多台LCL型三

6、相并网逆变器并联作为研究对象。首先，建立了考虑线路阻抗的单台三相并网逆变器在dq坐标系下的数学模型，通过对控制框图的等效变换得到了诺顿等效电路模型，继而扩展到多台逆变器并联，建立考虑线路阻抗的多逆变器并联诺顿等效电路模型，分析了未考虑线路阻抗和考虑线路阻抗差异时多逆变器并联的谐振特性，包括逆变器自身谐振特性、并联谐振特性和串联谐振特性。在建立的多逆变器并联诺顿等效电路模型中，通过仿真对比分析了未考虑线路阻抗和考虑线路阻抗差异时多逆变器并联的谐振特性。提出了集群有源阻尼方法，抑制多逆变器并联谐振，通过引入PCC点电压前馈构造并联在PCC处的虚拟电阻

7、，抑制由逆变器谐波电压和电网背景谐波电压引起阻抗网络的谐波谐振；通过并网电流高频分量反馈增加系统阻尼，提高系统稳定性，由于不需要额外的传感器，因此降低了系统成本，简化了系统硬件控制结构。通过对集群有源阻尼策略的数学建模，分析了不同虚拟电阻对多逆变器并联谐振的抑制效果，并选取合适的虚拟电阻值，通过Matlab/Simulink仿真工具，验证了集群有源阻尼方法对多逆变器并联谐振抑制的有效性。最后，本文设计了30kW光伏并网逆变器，搭建了多逆变器并联实验平台，详细介绍了实验平台中的光伏阵列模拟装置，三相并网逆变器的主电路系统设计、控制系统硬件设计和控制

8、系统软件设计。在实验平台基础上，进行了三台逆变器并联实验，通过实验揭示多逆变器并联谐振机理，并验证了本文所提集群有源阻尼的有效性。关键词