LCL濾波單相并網逆變器的控制設計.pdf

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1、第13卷第4期江南大學學報(自然科學版)Vo1.13No.42014年8月JournalofJiangnanUniversity(NaturalScienceEdition)Aug.2014LCL濾波單相并網逆變器的控制設計楊公德,施火泉(江南大學電氣自動化研究所,江蘇無錫214122)摘要:針對LCL濾波器較低的阻尼易使系統(tǒng)不穩(wěn)定以及分布式發(fā)電需滿足并網標準的問題,從直流母線電壓控制、阻尼和電流控制及電網同步化等方面對并網逆變器進行研究。改進的直流母線電壓控制增加了電壓的控制帶寬和動態(tài)性能,使系統(tǒng)具有較好的阻尼效果,而且易于

2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計,電網同步控制使并網電流近似一致地跟蹤電網電壓。仿真分析表明,所設計的逆變器可行、有效。關鍵詞:LCL濾波器;并網逆變器;加權電流;阻尼效果;同步控制中圖分類號:TM46文獻標志碼:A文章編號:1671—7147(2014)04—0433—06ControlDesignoftheSinglePhaseGrid-ConnectedInverterwithanLC:LFilterYANGGongde,SHIHuoquan(InstituteofElectricalAutomation,JiangnanUniver

3、sity,Wuxi214122,China)Abstract:IntearmsoftheproblemsthattheLCLfilterwithlowdampingmakesthesysteminstabeeasilyandthedistributedgenerationneedtomeetthestandardofgrid—connected.Bystudyingthegrid—connectedinverterfromtheaspectsoftheDCbusvoltage,dampingandcurrentaswellas

4、thegridsynchronouscontro1.TheimprovementoftheDCbusvoltagecontrolincreasesthecontrolbandwidthandthedynamicperformanceofvoltage.Thecombinationbetweenthepassiveandactivedampingcontrolandweightedcurentcontrolnotonlymakesthesystemhaveagooddampingeffect,butalsomakesiteasy

5、todesigntheclosedloopsystem.Thegridsynchronouscontrolensuresthatthegridcurrentcanbeconsistentwiththegrid.voltageapproximately.Thesimulationanalysisalsoshowsthefeasibilityandeffectivenessoftheinverterdesignedinthispaper.Keywords:LCLfilter,grid-connectedinverter,weigh

6、tedcurrent,dampingeffect,synchronouscontrol并網逆變器是分布式發(fā)電和電網的接口裝置,針對這些問題,文中從直流母線電壓、阻尼和起著將分布式電能與電力系統(tǒng)有效、靈活互聯(lián)的作電流控制及電網同步化方面對并網逆變器進行研用,但其運行時產生的諧波,不僅會影響敏感負載究。改進的直流母線電壓控制增加了電壓的帶寬和的性能,也會增加網損¨J,為了減少注入電網的諧動態(tài)性能,提出的無源與有源阻尼協(xié)同控制并與加波,目前越來越多的并網逆變器采用易于集成封權電流相結合的控制方法,不僅使系統(tǒng)具有較好的裝、成本低且能夠

7、有效抑制諧波的LCL濾波器。然阻尼效果,而且易于閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計,電網同而,三階特性的LCL濾波器自身較低阻尼可能引起步控制使并網電流近似一致的跟蹤電網電壓。仿真諧振而使系統(tǒng)不穩(wěn)定,而且增加了系統(tǒng)控制的分析表明,該系統(tǒng)不僅具有較好的諧波抑制效果和難度]。動態(tài)特性,而且可以在近似單位功率因數(shù)下工作。收稿日期:2014—02—10;修訂日期:2014—03—17。作者簡介:楊公德(1986一),男,河南駐馬店人,電氣工程專業(yè)碩士研究生。通信作者:施火泉(1964一),男,江蘇蘇州人,高級工程師,碩士生導師。主要從事電力電子與電力

8、傳動研究。Email:shq@jiangnan.edu.en434江南大學學報(自然科學版)第l3卷示。圖1中:為直流側濾波電容C兩端電壓;為1系統(tǒng)結構分析流過逆變器側電感L。的電流;為流過電網側電感L:和電網電感L的電流;為流過濾波電容C的電LCL濾波單相并網逆變器的整體結

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