基于LCL滤波的T型三电平并网逆变器控制方法研究

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太阳能储量丰富、廉价清洁是可再生能源中不可或缺的组成部分。光伏并网发电是未来利用太阳能的主流方式,并网逆变器作为光伏发电单元与电网间的连接环节,其工作效率和运行性能对整个发电系统有至关重要的影响。本文以三电平T型逆变器作为研究对象,对漏电流抑制和LCL滤波器高频谐振等问题展开深入研究。首先,介绍了T型三电平逆变拓扑的结构特点和换流过程,阐明非连续空间矢量调制(Discontinuous Space Vector Pulse Width Modulation,DSVPWM)策略的工作原理,并探究该调制策略下的漏电流抑制过程。通过分析DSVPWM策略下中点电位波动与空间矢量间的相互影响关系,指出该调制策略存在无法充分抑制漏电流的问题。其次,为分析漏电流的产生过程,建立T型三电平逆变器共模电路的等效模型,探讨中点电位波动与共模电压共同作用时对漏电流产生的影响,由此提出改进型非连续空间矢量调制策略。该策略通过引入相邻小扇区基础电压矢量参与参考电压的合成,构成可以调节中点电位的矢量对,经过改进分配因子法实现中点电位的平衡,最终达到充分抑制系统漏电流的目的。建立T型逆变器的动态数学模型,针对T型三电平逆变器经LCL滤波并网时出现高频谐振的现象,采用逆变器侧电流反馈的有源阻尼控制实现高频谐振抑制。为解决该有源阻尼控制中控制器参数设计过程繁杂、系统稳定性不足等问题,提出一种高效快捷的参数设计方法,使系统具有较高的稳定性及动稳态性能。最后,搭建T型三电平并网逆变器实验电路,并通过仿真和实验结果分析,验证了T型三电平逆变器改进型非连续空间矢量调制策略及控制器参数设计方法的可行性。
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