LCL濾波的三相變換器并網(wǎng)關鍵技術研究.pdf

1、LCL濾波的三相并網(wǎng)變換器在有源電力濾波（APF）、統(tǒng)一潮流控制（UPFC）、超導儲能（SMES）、高壓直流輸電（HVDC）、電力傳動以及太陽能、風能等可再生能源并網(wǎng)發(fā)電等領域廣泛應用，也是電網(wǎng)儲能、柔性輸變電、可再生能源發(fā)電、可控負載等未來智能電網(wǎng)技術的主要連接裝置。本文主要針對LCL濾波的三相并網(wǎng)變換器在并網(wǎng)控制中的一些關鍵問題展開研究。
　　為適應中高壓大功率并網(wǎng)應用的需求，針對多電平變換器調(diào)制問題，本文首先介紹一種基于參考

2、電壓分解的三電平矢量調(diào)制算法及其在多電平調(diào)制中的擴展。通過對比傳統(tǒng)多電平載波調(diào)制算法，證明兩者之間的等效關系。接著針對NPC型三電平變換器中點電位波動的特殊問題，提出一種通過選擇可注入中點電流的大小和方向計算零序電壓的中點電位控制算法。解決傳統(tǒng)中點控制模型中的零序電壓與變換器側參考電壓耦合問題，實現(xiàn)了中點電位控制算法的優(yōu)化。
　　LCL濾波器各元件參數(shù)相互影響，設計復雜，本文通過基于雙重傅里葉級數(shù)的兩電平變換器脈寬電壓諧波分析結果

3、，分析LCL濾波器在獨立/并網(wǎng)模式和單并網(wǎng)模式下參數(shù)變化對濾波效果的影響，給出一種基于諧波分析的LCL濾波器優(yōu)化設計方法，實現(xiàn)了濾波性能的量化。
　　LCL濾波的三相并網(wǎng)變換器控制時所需傳感器較多，對設計及控制有諸多不利。本文基于虛擬磁鏈定向原理，采用基于層疊式可編程低通濾波器的虛擬磁鏈觀測器，并在變換器啟動前用遺傳算法對電網(wǎng)參數(shù)進行辨識，達到虛擬電網(wǎng)磁鏈及其初值較為準確觀測，從而實現(xiàn)了變換器的無電網(wǎng)電壓傳感器控制。為抑制諧振，提

4、出一種基于一階高通濾波器回饋變換器側電流的新型主動阻尼控制方法，省去濾波電容支路傳感器。采用離散根軌跡法，比較無阻尼控制、直接回饋變換器側電流的主動阻尼控制和新型主動阻尼控制三種情況下電流環(huán)穩(wěn)定性，證明新型主動阻尼方法的優(yōu)越性。結合上述兩種策略，達到減少傳感器數(shù)量，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。
　　在電網(wǎng)非理想條件下，采用傳統(tǒng)的變換器控制策略時控制效果差，輸出電能質(zhì)量不高。本文主要針對電網(wǎng)電壓不平衡時控制問題和電網(wǎng)電壓突變或負載突變時直

5、流母線電壓波動抑制問題開展研究。首先分別分析了各自的控制原理。針對電網(wǎng)電壓不平衡時控制問題，介紹了一種正負序電流獨立控制的不平衡控制方法，并提出了一種較為簡單的電流限幅方法?？紤]到傳統(tǒng)控制方法算法復雜，提出了一種基于虛擬導納和PR控制器的不平衡控制法，實現(xiàn)了直流電壓的穩(wěn)定和在兩相靜止坐標系下對正弦電流信號的控制，簡化了不平衡控制系統(tǒng)。針對直流母線電壓波動抑制問題，傳統(tǒng)的前饋控制受電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的制約，響應較慢，母線電壓波動幅度較大，本文