基于LCL濾波器的光儲(chǔ)發(fā)電三相并網(wǎng)逆變器控制策略研究.pdf

1、在傳統(tǒng)能源短缺和環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)下，分布式發(fā)電技術(shù)受到廣泛關(guān)注。光伏發(fā)電具有環(huán)境友好、安全可靠等優(yōu)勢(shì)，在分布式發(fā)電領(lǐng)域發(fā)展迅速。受光照強(qiáng)度、溫度等因素的影響，光伏發(fā)電出力具有明顯的波動(dòng)性和隨機(jī)性，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量。儲(chǔ)能技術(shù)具有削峰填谷和提高供電可靠性的作用。LCL濾波器由于良好的濾波特性，在大功率并網(wǎng)場(chǎng)合廣泛應(yīng)用，但自身的諧振影響其穩(wěn)定運(yùn)行，需要通過相關(guān)控制抑制諧振。本文有效集合光伏發(fā)電和儲(chǔ)能裝置，提出一種基于LCL濾波器的光伏并網(wǎng)發(fā)

2、電系統(tǒng)的控制策略，實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)并網(wǎng)和恒功率(PQ)輸出，有效克服光伏發(fā)電直接并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊，采用LCL濾波器可以明顯減小并網(wǎng)電流的諧波畸變率，改善并網(wǎng)電能質(zhì)量。為大規(guī)模利用太陽能提供有效技術(shù)途徑。具體工作主要包括:
　　(1)分析了光伏發(fā)電基本原理和數(shù)學(xué)模型，研究了光伏發(fā)電MPPT控制原理，建立了工程實(shí)用光伏電池的仿真模型。分析了鋰電池儲(chǔ)能單元的基本原理，研究了鋰電池雙向DC/DC變換器以及充放電控制方法，提出基于LC

3、L濾波器的光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)整體控制策略，對(duì)光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了Matlab/Simulink仿真，仿真的結(jié)果證明了光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制策略的有效性。
　　(2)分析LCL濾波器的濾波特性。建立了基于LCL濾波器的三相并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)模型。詳細(xì)分析了其在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了其前饋解耦控制策略。分析了LCL濾波器各個(gè)電氣參數(shù)的約束條件，提出了一種滿足各個(gè)約束條件LCL濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)

4、中的LCL濾波器進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　(3)分析了LCL濾波器諧振產(chǎn)生的機(jī)理和抑制諧振的控制方法，詳細(xì)分析了無源阻尼法和有源阻尼法:無源阻尼法選擇諧振抑制效果較好、能量損耗較少的電容支路串聯(lián)阻尼電阻法。有源阻尼法對(duì)比了反饋逆變器輸出電流控制法，分裂電容電流法和反饋并網(wǎng)電流和電容電流的雙閉環(huán)控制法三種有源阻尼方法，對(duì)其控制的穩(wěn)定性和諧振抑制效果進(jìn)行了研究。對(duì)無源阻尼和雙閉環(huán)有源阻尼并網(wǎng)進(jìn)行了Matlab/Simulink仿真，仿真結(jié)

5、果驗(yàn)證了兩種方法都可以有效的抑制諧振，實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)并網(wǎng)，并網(wǎng)電流諧波THD滿足相關(guān)電能質(zhì)量要求，并且濾波效果均好于L型濾波器。
　　(4)基于dSPACE控制器開發(fā)環(huán)境，設(shè)計(jì)了基于LCL濾波器的光伏儲(chǔ)能發(fā)電三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)元件進(jìn)行選型，搭建了硬件電路。在Control Desk中設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)控制界面實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控和參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整。在低電壓環(huán)境下進(jìn)行了基于LCL濾波器的光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)逆變實(shí)驗(yàn)，分別應(yīng)用無源阻尼法和有