非理想電網(wǎng)狀態(tài)下三相并網(wǎng)變換器的諧波抑制策略.pdf

1、為了解決全球范圍內的能源短缺和環(huán)境污染應運而生的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展勢頭迅猛。并網(wǎng)變換器負責可再生能源與電網(wǎng)之間的能量交換，在整個可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中居于核心地位。鑒于電力電子器件的廣泛應用，電網(wǎng)污染問題越來越嚴重。因此，有必要在非理想電網(wǎng)狀態(tài)下，對并網(wǎng)變換器的控制策略進行深入地研究。本文針對并網(wǎng)變換器進行研究關鍵問題有：電網(wǎng)正序電壓同步，并網(wǎng)電流諧波抑制，系統(tǒng)有功功率和直流電壓波動。
　　電網(wǎng)正序電壓矢量角是可再生能源發(fā)電系統(tǒng)

2、能夠正常接入電網(wǎng)所需具備的最基本也是最重要的信息，鎖相環(huán)是得到此信息的有效方式。本文首先分析了鎖相環(huán)的基本原理，然后分析了鎖相環(huán)的改進方式，根據(jù)分析結果提出了兩相靜止坐標系下的改進復數(shù)濾波器和基于滑動戈澤爾變換的鎖相環(huán)。通過仿真驗證了改進復數(shù)濾波器能夠快速準確地分離出電網(wǎng)三相電壓的正負序分量，并能夠在一定程度上對電網(wǎng)電壓的諧波進行衰減；驗證了基于滑動戈澤爾變換的鎖相環(huán)能夠在電網(wǎng)電壓畸變時快速、準確地鎖相，并在電網(wǎng)電壓的頻率在小范圍偏移時

3、仍然能夠有效地工作。
　　并網(wǎng)變換器流入（出）電網(wǎng)的電流諧波含量需要滿足標準，而并網(wǎng)電流的諧波大多來自于周期性的擾動。本文首先分析了三相PWM并網(wǎng)變換器電流諧波來源，介紹了適用于抑制周期性擾動的重復控制；然后針對實際的硬件系統(tǒng)參數(shù)，設計了重復控制器；最后仿真驗證了在兩相靜止坐標系下使用重復控制的確能夠有效地抑制電網(wǎng)電壓諧波帶來的周期性擾動。
　　當三相并網(wǎng)變換器工作在整流狀態(tài)時，穩(wěn)定的直流母線電壓既能保證直流負載穩(wěn)定工作，又

4、能確保直流側電容的安全。對三相電壓源型PWM整流器，首先在αβ軸下計算交流側的瞬時復功率，根據(jù)功率分析直流母線電壓波動的原因；然后推導出系統(tǒng)功率控制的基本方程，分析系統(tǒng)在不同的電流及功率要求下指令電流的計算表達式，并將此表達式應用于控制系統(tǒng)中；仿真和實驗結果說明根據(jù)推導出的功率表達式的確能夠有效地控制系統(tǒng)中的功率波動及直流側電壓。
　　為了驗證理論分析的實際可行性，搭建了一套15kW的三相PWM并網(wǎng)變換器實驗平臺。在此平臺上完成了