LCL濾波的三相變換器并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、LCL濾波的三相并網(wǎng)變換器在有源電力濾波（APF）、統(tǒng)一潮流控制（UPFC）、超導(dǎo)儲能（SMES）、高壓直流輸電（HVDC）、電力傳動以及太陽能、風(fēng)能等可再生能源并網(wǎng)發(fā)電等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，也是電網(wǎng)儲能、柔性輸變電、可再生能源發(fā)電、可控負(fù)載等未來智能電網(wǎng)技術(shù)的主要連接裝置。本文主要針對LCL濾波的三相并網(wǎng)變換器在并網(wǎng)控制中的一些關(guān)鍵問題展開研究。
　　為適應(yīng)中高壓大功率并網(wǎng)應(yīng)用的需求，針對多電平變換器調(diào)制問題，本文首先介紹一種基于參考

2、電壓分解的三電平矢量調(diào)制算法及其在多電平調(diào)制中的擴(kuò)展。通過對比傳統(tǒng)多電平載波調(diào)制算法，證明兩者之間的等效關(guān)系。接著針對NPC型三電平變換器中點(diǎn)電位波動的特殊問題，提出一種通過選擇可注入中點(diǎn)電流的大小和方向計(jì)算零序電壓的中點(diǎn)電位控制算法。解決傳統(tǒng)中點(diǎn)控制模型中的零序電壓與變換器側(cè)參考電壓耦合問題，實(shí)現(xiàn)了中點(diǎn)電位控制算法的優(yōu)化。
　　LCL濾波器各元件參數(shù)相互影響，設(shè)計(jì)復(fù)雜，本文通過基于雙重傅里葉級數(shù)的兩電平變換器脈寬電壓諧波分析結(jié)果

3、，分析LCL濾波器在獨(dú)立/并網(wǎng)模式和單并網(wǎng)模式下參數(shù)變化對濾波效果的影響，給出一種基于諧波分析的LCL濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了濾波性能的量化。
　　LCL濾波的三相并網(wǎng)變換器控制時所需傳感器較多，對設(shè)計(jì)及控制有諸多不利。本文基于虛擬磁鏈定向原理，采用基于層疊式可編程低通濾波器的虛擬磁鏈觀測器，并在變換器啟動前用遺傳算法對電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行辨識，達(dá)到虛擬電網(wǎng)磁鏈及其初值較為準(zhǔn)確觀測，從而實(shí)現(xiàn)了變換器的無電網(wǎng)電壓傳感器控制。為抑制諧振，提

4、出一種基于一階高通濾波器回饋?zhàn)儞Q器側(cè)電流的新型主動阻尼控制方法，省去濾波電容支路傳感器。采用離散根軌跡法，比較無阻尼控制、直接回饋?zhàn)儞Q器側(cè)電流的主動阻尼控制和新型主動阻尼控制三種情況下電流環(huán)穩(wěn)定性，證明新型主動阻尼方法的優(yōu)越性。結(jié)合上述兩種策略，達(dá)到減少傳感器數(shù)量，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。
　　在電網(wǎng)非理想條件下，采用傳統(tǒng)的變換器控制策略時控制效果差，輸出電能質(zhì)量不高。本文主要針對電網(wǎng)電壓不平衡時控制問題和電網(wǎng)電壓突變或負(fù)載突變時直

5、流母線電壓波動抑制問題開展研究。首先分別分析了各自的控制原理。針對電網(wǎng)電壓不平衡時控制問題，介紹了一種正負(fù)序電流獨(dú)立控制的不平衡控制方法，并提出了一種較為簡單的電流限幅方法。考慮到傳統(tǒng)控制方法算法復(fù)雜，提出了一種基于虛擬導(dǎo)納和PR控制器的不平衡控制法，實(shí)現(xiàn)了直流電壓的穩(wěn)定和在兩相靜止坐標(biāo)系下對正弦電流信號的控制，簡化了不平衡控制系統(tǒng)。針對直流母線電壓波動抑制問題，傳統(tǒng)的前饋控制受電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的制約，響應(yīng)較慢，母線電壓波動幅度較大，本文