基于LCL型并網(wǎng)濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案研究.pdf

1、隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)能源需求的日益增加，權(quán)衡好能源與發(fā)展之間的關(guān)系顯得越來(lái)越重要。新能源隨之以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，光伏發(fā)電同時(shí)成為一大熱門(mén)課題。作為光伏并網(wǎng)發(fā)電的重要技術(shù)，濾波技術(shù)對(duì)并網(wǎng)電流的質(zhì)量影響很大。本論文的主要工作如下:
　　(1)基于LCL型濾波器的性能及數(shù)學(xué)模型的研究
　　通過(guò)對(duì)比分析L型、LC型以及LCL型三種常見(jiàn)類型并網(wǎng)濾波器的性能，說(shuō)明了LCL型濾波器對(duì)抑制高頻諧波有著明顯的優(yōu)勢(shì)，從而選擇LCL型濾

2、波器為研究對(duì)象，并且針對(duì)LCL型濾波器存在諧振峰的缺點(diǎn)提出了分裂電容方案，并通過(guò)改善對(duì)逆變器的控制策略進(jìn)行抑制。通過(guò)對(duì)基于LCL型濾波器的并網(wǎng)逆變器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，最終給出了其在靜止坐標(biāo)系及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，分析其模型后得出，基于LCL型濾波器的并網(wǎng)逆變器的單相與三相電路的控制器結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)存在一致性，這為以單相并網(wǎng)逆變器的控制模型來(lái)分析其相關(guān)的特性奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)在LCL濾波器條件下逆變器的控制策略的研究
　

3、　在控制策略分析的部分，由于在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中存有大量諧波，以及濾波器自身的諧振，需要利用對(duì)逆變器的控制進(jìn)行抑制。在并網(wǎng)逆變器的無(wú)源阻尼控制策略中，對(duì)比分析了基于LCL型濾波器的分裂電容方案與傳統(tǒng)方案的無(wú)源阻尼控制策略，證明了分裂電容方案在阻尼損耗方面存在優(yōu)勢(shì);在并網(wǎng)逆變器的有源阻尼控制策略中，對(duì)比分析了分裂電容方案和傳統(tǒng)方案的有源阻尼控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，證明了分裂電容有源阻尼方案可以選取較大的比例增益，獲得更好的濾波效果。基于前述的對(duì)

4、比分析，提出了基于LCL型濾波器分裂電容方案的協(xié)同控制策略，然后對(duì)采用新方案的控制器進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。
　　(3)基于協(xié)同控制策略時(shí)濾波器參數(shù)的研究
　　通過(guò)對(duì)LCL型濾波器特性的分析，得到了其中電感以及電容值對(duì)濾波效果的影響，分析了對(duì)于濾波器的總電感值、總電容值以及各個(gè)電感、電容值的選取要求，本文給出了各個(gè)參數(shù)的選取區(qū)間。隨后，本文分析了濾波器中兩個(gè)電感值與兩個(gè)電容值在選取時(shí)存在的比例關(guān)系，給出了濾波器中各個(gè)元件參數(shù)的選取方

5、法，以保證協(xié)同控制策略獲得最優(yōu)的濾波效果。
　　(4)基于不同控制策略時(shí)濾波效果的仿真研究
　　基于MATLAB/SIMULINK軟件平臺(tái)搭建了基于新的控制策略的三相與單相并網(wǎng)逆變器的仿真模型。仿真結(jié)果表明，一是并網(wǎng)逆變器在采用基于LCL型濾波器分裂電容方案的協(xié)同控制策略，可有效抑制諧波含量，證明了所設(shè)計(jì)的控制策略的正確性;二是通過(guò)對(duì)比分析，說(shuō)明協(xié)同控制策略比有源阻尼控制策略的阻尼效果更好，比無(wú)源阻尼控制策略的功率損耗減少，