基于状态反馈单相LCL并网逆变器的研究

《基于状态反馈单相LCL并网逆变器的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）基于状态反馈单相LCL并网逆变器的研究郭兴屹二○一八年四月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111504057广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）基于状态反馈单相LCL并网逆变器的研究郭兴屹指导教师姓名、职称：张淼教授学科(专业)或领域名称：控制科学与工程学生所属学院：自动化学院论文答辩日期：2018年6月2日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeri

2、ngScience)ResearchonSingle-phaseLCLgridconnectedinverterbasedonstatefeedbackCandidate:GuoXingYiSupervisor:Prof.ZhangMiaoApril2018SchoolofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要随着电力电子设备的广泛应用，谐波污染日益严重，与此同时，精密设备对电能质量的要求也越来越高。并网逆变器采用脉宽调制

3、技术，导致功率开关管产生大量的谐波馈入电网，对电网中其他对电磁干扰敏感的设备产生影响，LCL型滤波器较L型滤波器具有较优的谐波抑制能力，然而LCL滤波器是一个高阶系统，运行中存在谐振现象，需要通过控制算法进行抑制尖峰来避免对并网电流的影响。本文利用状态观测器在旋转坐标系下对并网电流进行有效控制，并对控制策略进行了仿真研究和实验验证。本文主要完成了以下几方面的工作:首先，对比L型和LCL型滤波器对高频谐波的衰减特性，并建立LCL滤波器数学模型，综合考虑滤波器各个参数的限制条件，通过理论分析，直观的将各个参数对系统的影响用曲线表示在同一个平面。通过

4、图解分析，得到一种LCL滤波器参数设计和优化的方法。其次，在两相dq旋转坐标系下建立单相LCL并网逆变器的数学模型，通过对数学模型的分析和推导，构建了一种状态反馈的单相LCL逆变器控制系统。该控制策略通过对并网电流的位置、速度、加速度分别控制，并利用状态反馈量实现dq旋转坐标系下系统的完全解耦，提高系统的鲁棒性，同时减少系统传感器数量，节约成本。最后，以并网电流为控制对象，选择TMS320F28035为控制芯片，全桥型LCL逆变器电路为主电路拓扑，构建基于状态反馈的单相LCL并网逆变器实验平台。介绍了实验平台硬件总体框架和子模块设计思路，并阐述

5、了系统的主程序、中断服务子程序的设计及流程图，系统状态机模式切换。利用仿真和实验验证本文介绍的方案的可行性。关键词：LCL型滤波器；图解法；并网逆变器；状态反馈；鲁棒性I广东工业大学硕士学位论文ABSTRACTWiththewideapplicationofpowerelectronicequipment,harmonicpollutionhasbecomeincreasinglyserious.Atthesametime,therequirementsforpowerqualityofprecisionequipmentarealsoincr

6、easing.Thepulsewidthmodulationtechnologyisusedinthegrid-connectedinverter,whichcausesthepowerswitchtubetogeneratealargeamountofharmonicsandfeeditintothegrid.Thiswillaffectotherelectromagneticinterference-sensitivedevicesinthegrid.LCLfilterhasbetterharmonicsuppressionthanLfil

7、ter.However,theLCLfilterisahigh-ordersystemwithresonanceinoperation.Itneedstosuppressthespikebythecontrolalgorithmtoavoidtheinfluenceonthegrid-connectedcurrent.Inthispaper,thestateobserverisusedtocontrolthegrid-connectedcurrenteffectivelyintherotatingcoordinatesystem,Andthec

8、ontrolstrategywassimulatedandverifiedbyexperiments.Thisarticlemainlycomplet