非理想電網(wǎng)狀態(tài)下三相并網(wǎng)變換器的諧波抑制策略.pdf

1、為了解決全球范圍內(nèi)的能源短缺和環(huán)境污染應(yīng)運(yùn)而生的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。并網(wǎng)變換器負(fù)責(zé)可再生能源與電網(wǎng)之間的能量交換，在整個(gè)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中居于核心地位。鑒于電力電子器件的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。因此，有必要在非理想電網(wǎng)狀態(tài)下，對(duì)并網(wǎng)變換器的控制策略進(jìn)行深入地研究。本文針對(duì)并網(wǎng)變換器進(jìn)行研究關(guān)鍵問(wèn)題有：電網(wǎng)正序電壓同步，并網(wǎng)電流諧波抑制，系統(tǒng)有功功率和直流電壓波動(dòng)。
　　電網(wǎng)正序電壓矢量角是可再生能源發(fā)電系統(tǒng)

2、能夠正常接入電網(wǎng)所需具備的最基本也是最重要的信息，鎖相環(huán)是得到此信息的有效方式。本文首先分析了鎖相環(huán)的基本原理，然后分析了鎖相環(huán)的改進(jìn)方式，根據(jù)分析結(jié)果提出了兩相靜止坐標(biāo)系下的改進(jìn)復(fù)數(shù)濾波器和基于滑動(dòng)戈澤爾變換的鎖相環(huán)。通過(guò)仿真驗(yàn)證了改進(jìn)復(fù)數(shù)濾波器能夠快速準(zhǔn)確地分離出電網(wǎng)三相電壓的正負(fù)序分量，并能夠在一定程度上對(duì)電網(wǎng)電壓的諧波進(jìn)行衰減；驗(yàn)證了基于滑動(dòng)戈澤爾變換的鎖相環(huán)能夠在電網(wǎng)電壓畸變時(shí)快速、準(zhǔn)確地鎖相，并在電網(wǎng)電壓的頻率在小范圍偏移時(shí)

3、仍然能夠有效地工作。
　　并網(wǎng)變換器流入（出）電網(wǎng)的電流諧波含量需要滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)，而并網(wǎng)電流的諧波大多來(lái)自于周期性的擾動(dòng)。本文首先分析了三相PWM并網(wǎng)變換器電流諧波來(lái)源，介紹了適用于抑制周期性擾動(dòng)的重復(fù)控制；然后針對(duì)實(shí)際的硬件系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)計(jì)了重復(fù)控制器；最后仿真驗(yàn)證了在兩相靜止坐標(biāo)系下使用重復(fù)控制的確能夠有效地抑制電網(wǎng)電壓諧波帶來(lái)的周期性擾動(dòng)。
　　當(dāng)三相并網(wǎng)變換器工作在整流狀態(tài)時(shí)，穩(wěn)定的直流母線電壓既能保證直流負(fù)載穩(wěn)定工作，又

4、能確保直流側(cè)電容的安全。對(duì)三相電壓源型PWM整流器，首先在αβ軸下計(jì)算交流側(cè)的瞬時(shí)復(fù)功率，根據(jù)功率分析直流母線電壓波動(dòng)的原因；然后推導(dǎo)出系統(tǒng)功率控制的基本方程，分析系統(tǒng)在不同的電流及功率要求下指令電流的計(jì)算表達(dá)式，并將此表達(dá)式應(yīng)用于控制系統(tǒng)中；仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明根據(jù)推導(dǎo)出的功率表達(dá)式的確能夠有效地控制系統(tǒng)中的功率波動(dòng)及直流側(cè)電壓。
　　為了驗(yàn)證理論分析的實(shí)際可行性，搭建了一套15kW的三相PWM并網(wǎng)變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在此平臺(tái)上完成了