基于LCL濾波器的光儲發(fā)電三相并網逆變器控制策略研究.pdf

1、在傳統(tǒng)能源短缺和環(huán)境污染的嚴峻形勢下，分布式發(fā)電技術受到廣泛關注。光伏發(fā)電具有環(huán)境友好、安全可靠等優(yōu)勢，在分布式發(fā)電領域發(fā)展迅速。受光照強度、溫度等因素的影響，光伏發(fā)電出力具有明顯的波動性和隨機性，影響電網電能質量。儲能技術具有削峰填谷和提高供電可靠性的作用。LCL濾波器由于良好的濾波特性，在大功率并網場合廣泛應用，但自身的諧振影響其穩(wěn)定運行，需要通過相關控制抑制諧振。本文有效集合光伏發(fā)電和儲能裝置，提出一種基于LCL濾波器的光伏并網發(fā)

2、電系統(tǒng)的控制策略，實現(xiàn)了單位功率因數(shù)并網和恒功率(PQ)輸出，有效克服光伏發(fā)電直接并網對電網造成的沖擊，采用LCL濾波器可以明顯減小并網電流的諧波畸變率，改善并網電能質量。為大規(guī)模利用太陽能提供有效技術途徑。具體工作主要包括:
　　(1)分析了光伏發(fā)電基本原理和數(shù)學模型，研究了光伏發(fā)電MPPT控制原理，建立了工程實用光伏電池的仿真模型。分析了鋰電池儲能單元的基本原理，研究了鋰電池雙向DC/DC變換器以及充放電控制方法，提出基于LC

3、L濾波器的光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)整體控制策略，對光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)進行了Matlab/Simulink仿真，仿真的結果證明了光儲發(fā)電系統(tǒng)控制策略的有效性。
　　(2)分析LCL濾波器的濾波特性。建立了基于LCL濾波器的三相并網逆變器數(shù)學模型。詳細分析了其在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系和兩相旋轉坐標系下的數(shù)學模型，設計了其前饋解耦控制策略。分析了LCL濾波器各個電氣參數(shù)的約束條件，提出了一種滿足各個約束條件LCL濾波器參數(shù)設計方法，對實驗

4、中的LCL濾波器進行了參數(shù)設計。
　　(3)分析了LCL濾波器諧振產生的機理和抑制諧振的控制方法，詳細分析了無源阻尼法和有源阻尼法:無源阻尼法選擇諧振抑制效果較好、能量損耗較少的電容支路串聯(lián)阻尼電阻法。有源阻尼法對比了反饋逆變器輸出電流控制法，分裂電容電流法和反饋并網電流和電容電流的雙閉環(huán)控制法三種有源阻尼方法，對其控制的穩(wěn)定性和諧振抑制效果進行了研究。對無源阻尼和雙閉環(huán)有源阻尼并網進行了Matlab/Simulink仿真，仿真結

5、果驗證了兩種方法都可以有效的抑制諧振，實現(xiàn)單位功率因數(shù)并網，并網電流諧波THD滿足相關電能質量要求，并且濾波效果均好于L型濾波器。
　　(4)基于dSPACE控制器開發(fā)環(huán)境，設計了基于LCL濾波器的光伏儲能發(fā)電三相并網逆變系統(tǒng)實驗平臺，對實驗元件進行選型，搭建了硬件電路。在Control Desk中設計了實驗控制界面實現(xiàn)在線監(jiān)控和參數(shù)實時調整。在低電壓環(huán)境下進行了基于LCL濾波器的光儲發(fā)電系統(tǒng)的并網逆變實驗，分別應用無源阻尼法和有