基于LCL濾波器的并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性分析.pdf

1、三相并網(wǎng)逆變器作為重要的電力電子裝置，廣泛應(yīng)用在新能源發(fā)電并網(wǎng)、能量存儲、高壓直流輸電以及柔性交流輸電系統(tǒng)中，形成逆變器-電網(wǎng)級聯(lián)系統(tǒng)。而隨著弱電網(wǎng)情況的出現(xiàn)、多并網(wǎng)逆變器接入引起電網(wǎng)環(huán)境的復(fù)雜化，并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到了極大的威脅，其中由于阻抗交互作用引起的諧振現(xiàn)象尤為關(guān)鍵，因此有必要從逆變器輸出阻抗的角度出發(fā)，研究這種諧振問題的影響因素，探索穩(wěn)定性提高的方法。
　　對于LCL濾波型三相并網(wǎng)逆變器來說，其電流采樣反饋方式主要

2、有逆變器側(cè)電流(Converter-side Current,CC)和網(wǎng)側(cè)電流(Grid-side Current,GC)采樣反饋兩種，控制坐標(biāo)系主要有dq坐標(biāo)系下PI控制和αβ坐標(biāo)系下PR控制兩種。而受濾波器和控制環(huán)路影響的逆變器輸出阻抗值是有限的，當(dāng)系統(tǒng)控制方案不同時，逆變器輸出阻抗也存在一定的差異。因此，本文通過建立逆變器的輸出阻抗模型，在全頻率范圍內(nèi)討論逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　首先，針對L

3、CL濾波器存在的高頻諧振問題，采用電容電流反饋的有源阻尼方式進(jìn)行抑制，在考慮數(shù)字控制延遲的情況下，兼顧阻尼效果和系統(tǒng)穩(wěn)定性要求設(shè)計(jì)了反饋系數(shù)，保證電網(wǎng)阻抗大范圍變化時不會引起三階系統(tǒng)帶來的諧振峰。其次，本文根據(jù)諧波線性化建模原理，推導(dǎo)了變換器在不同控制方案下的頻域等效阻抗模型，包括正序阻抗和負(fù)序阻抗，并在Plecs中用頻率掃描的方式進(jìn)行了模型驗(yàn)證；然后對所建立的序阻抗模型不同頻段的阻抗特性進(jìn)行了分析，確定了阻抗在高、中、低頻段的主要影響

4、因素，為穩(wěn)定性分析提供了重要參考。
　　利用基于阻抗比的穩(wěn)定性分析方法，分析逆變器輸出阻抗和電網(wǎng)阻抗交互作用所引起的低頻諧振現(xiàn)象，通過對比電網(wǎng)阻抗變化時不同并網(wǎng)電流控制方案下的系統(tǒng)穩(wěn)定性，確定了最能適應(yīng)電網(wǎng)阻抗變化的控制方法和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制環(huán)路參數(shù)設(shè)計(jì)方法，并通過時域仿真驗(yàn)證了穩(wěn)定性分析的結(jié)論，證明了阻抗建模的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性分析的有效性。最后，搭建了適用于本文穩(wěn)定性分析的實(shí)驗(yàn)平臺，并在實(shí)驗(yàn)平臺上對不同控制方案下系統(tǒng)諧振現(xiàn)象進(jìn)