LCL并网逆变器的设计与控制研究

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1、分类号学号M201171150学校代码10487密级硕士学位论文LCL并网逆变器的设计与控制研究学位申请人:宋吉峰学科专业:电力电子与电力传动指导教师:张宇副教授答辩日期:2014年1月7日万方数据AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringDesignandControlStrategyforGrid-ConnectedInverterwithLCLFilterCandidate:SongJifengMajor:Power

2、ElectronicsandElectricDriveSupervisor:Prof.ZhangYuHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJan.2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位

3、论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属保密□，在年解密后适用本授权书。于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要在当今世界能源紧张的形势严峻，可再生能源，如风力发电和太阳能受到越来越多的关注。在最大化程度上将可

4、再生能源（如风能、太阳能、氢燃料电池）转化到公用电网，电力电子变换器的使用是非常重要的。而并网逆变器连接电网时常常使用LCL滤波器来滤除逆变器产生的谐波。尽管有很多可参考文献有讲解LCL滤波器的设计，然而提出比较系统的设计方法的文章却很少。本文介绍了一种逆变器并网LCL滤波器的设计方法，给出了元件参数设计的约束条件和系统的参数设计流程。该方法可以根据逆变器额定额定参数来设计匹配的LCL并网滤波器。在LCL滤波器参数设计完成的基础上，接下来便对已经构建好的并网逆变器数学模型设计控制器的结构与参数。对单相逆变器采用双闭环控制，内环设计时对比不同反馈参数的阻尼

5、改良情况，选取电容电流为内环反馈变量；外环的控制器设计时，使用典型Ⅱ型系统参数整定法设计控制器参数，对比比例积分PI、比例谐振PR、比例谐振+谐波补偿PR+HC三种控制器优劣，并通过simulink仿真得出了并网电流波形。三相并网逆变器同样以电容电流内环反馈参数、并网电流为外环反馈参数的双环结构，分别构建了在αβ轴下的PR控制、dq轴下的PI控制，并对两种不同坐标系下的控制器控制方程进行对比，分析两者间的联系和差异。最后电网电压波形畸变情况下，对比αβ轴的PR+HC控制与前两者间的仿真波形，说明谐波补偿器HC对指定谐波信号的干扰具有较强的抑制作用。关键词

6、：并网逆变器，LCL滤波器，LCL参数设计，PR控制，谐波补偿I万方数据华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTIntoday'sworldenergytensesituationgrim,renewableenergysourcessuchaswindpowerandsolarenergyismoreandmoreattention.Andtheuseofpowerconvertersisveryimportantinmaximizingthepowertransferfromrenewableenergysourcessuchaswind,solar

7、,evenahydrogen-basedfuelcelltotheutilitygrid.ALCLfilterisoftenusedtointerconnectaninvertertotheutilitygridinordertofiltertheharmonicsproducedbytheinverter.EventhoughthereisanextensiveamountofliteratureavailabledescribingthedesingofLCLfilters,therehasrarelypapersinprovidingasystem

8、aticdesignmethod.Thispaperdescribesadesi