LCL单相光伏并网逆变器的研究与设计

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随着国内外能源供应市场的持续紧张,人们对新能源的开发和利用越来越受到重视,尤其是分布式太阳能光伏发电的利用。这些可再生能源由于存在的形式不能够直接并入电网中或者提供给需要的用户,因此需要一套完整的能量传递系统将这些新能源的直流电转换成交流电并入电网中给用户使用。光伏并网逆变器输出的波形需要经过滤波处理,使输出波形符合相关的技术标准。常用的传统滤波电路结构主要有L型滤波器、LC型滤波器和LCL型滤波器,L型滤波器、LC型滤波器的特性基本相同,为了能够达到良好的滤波效果可以通过增大电感值或者滤波电容值,其结果是造成成本提高和体积的增大。LCL型滤波器在同样的滤波效果下不仅具有更小的体积,而且高频衰减能力比L型滤波器和LC型滤波器更为突出,但LCL滤波结构的并网逆变器易在谐振频率处发生相位-180°的跳变,若不能够有效地增加系统阻尼来抑制谐振尖峰和相位突变,就会引起光伏发电系统的连续振荡,使整个系统变得非常脆弱和不稳定,影响并网电流的质量,针对LCL滤波结构的谐振特性,电容电流比例反馈有源阻尼能够抑制系统出现的谐振尖峰。本文以单相LCL光伏并网逆变器作为研究对象,对基于电容电流有源阻尼控制和并网电流调节器技术展开相关的研究与分析,将电容电流有源阻尼反馈和并网电流调节器看作一个整体考虑,给出了电容电流有源阻尼和电流调节器参数具体的计算方案。在理论分析的基础上,利用仿真软件MATLAB/SIMULINK搭建具体的仿真模型,对基于电容电流有源阻尼的控制策略进行仿真验证,同时以TI公司的数字处理芯片DSP2812为技术核心搭建实验平台,仿真和实验结果都验证了所设计的滤波器、控制器和有源阻尼参数的有效性和正确性。
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