基于LCL型并網(wǎng)濾波器的優(yōu)化設計方案研究.pdf

1、隨著社會發(fā)展對能源需求的日益增加，權(quán)衡好能源與發(fā)展之間的關(guān)系顯得越來越重要。新能源隨之以其獨特的優(yōu)勢越來越受到人們的關(guān)注，光伏發(fā)電同時成為一大熱門課題。作為光伏并網(wǎng)發(fā)電的重要技術(shù)，濾波技術(shù)對并網(wǎng)電流的質(zhì)量影響很大。本論文的主要工作如下:
　　(1)基于LCL型濾波器的性能及數(shù)學模型的研究
　　通過對比分析L型、LC型以及LCL型三種常見類型并網(wǎng)濾波器的性能，說明了LCL型濾波器對抑制高頻諧波有著明顯的優(yōu)勢，從而選擇LCL型濾

2、波器為研究對象，并且針對LCL型濾波器存在諧振峰的缺點提出了分裂電容方案，并通過改善對逆變器的控制策略進行抑制。通過對基于LCL型濾波器的并網(wǎng)逆變器進行數(shù)學建模，最終給出了其在靜止坐標系及旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型，分析其模型后得出，基于LCL型濾波器的并網(wǎng)逆變器的單相與三相電路的控制器結(jié)構(gòu)和參數(shù)設計存在一致性，這為以單相并網(wǎng)逆變器的控制模型來分析其相關(guān)的特性奠定了基礎。
　　(2)在LCL濾波器條件下逆變器的控制策略的研究
　

3、　在控制策略分析的部分，由于在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中存有大量諧波，以及濾波器自身的諧振，需要利用對逆變器的控制進行抑制。在并網(wǎng)逆變器的無源阻尼控制策略中，對比分析了基于LCL型濾波器的分裂電容方案與傳統(tǒng)方案的無源阻尼控制策略，證明了分裂電容方案在阻尼損耗方面存在優(yōu)勢;在并網(wǎng)逆變器的有源阻尼控制策略中，對比分析了分裂電容方案和傳統(tǒng)方案的有源阻尼控制策略的優(yōu)缺點，證明了分裂電容有源阻尼方案可以選取較大的比例增益，獲得更好的濾波效果?；谇笆龅膶?/p>

4、比分析，提出了基于LCL型濾波器分裂電容方案的協(xié)同控制策略，然后對采用新方案的控制器進行了詳細設計。
　　(3)基于協(xié)同控制策略時濾波器參數(shù)的研究
　　通過對LCL型濾波器特性的分析，得到了其中電感以及電容值對濾波效果的影響，分析了對于濾波器的總電感值、總電容值以及各個電感、電容值的選取要求，本文給出了各個參數(shù)的選取區(qū)間。隨后，本文分析了濾波器中兩個電感值與兩個電容值在選取時存在的比例關(guān)系，給出了濾波器中各個元件參數(shù)的選取方

5、法，以保證協(xié)同控制策略獲得最優(yōu)的濾波效果。
　　(4)基于不同控制策略時濾波效果的仿真研究
　　基于MATLAB/SIMULINK軟件平臺搭建了基于新的控制策略的三相與單相并網(wǎng)逆變器的仿真模型。仿真結(jié)果表明，一是并網(wǎng)逆變器在采用基于LCL型濾波器分裂電容方案的協(xié)同控制策略，可有效抑制諧波含量，證明了所設計的控制策略的正確性;二是通過對比分析，說明協(xié)同控制策略比有源阻尼控制策略的阻尼效果更好，比無源阻尼控制策略的功率損耗減少，