论文部分内容阅读
为应对能源短缺和环境污染,以风能和太阳能为主的分布式发电系统得到迅猛发展。作为分布式发电系统的核心器件—并网逆变器亦受到广泛关注。分布式发电系统并入电网之前需经过较长的输电线路及多级变压环节,使电网表现出弱电网特性,弱电网下电网阻抗会对并网逆变器系统稳定性产生不利影响。本文以弱电网下LCL型并网逆变器为研究对象,详细分析电网阻抗对并网逆变器系统稳定性的影响,结合电网阻抗检测技术提出前馈相角提升方法,以提高并网逆变器系统对电网阻抗的适应能力,改善并网电流的电能质量。具体研究内容如下:(1)理想电网条件下,给出并网逆变器的拓扑结构,建立LCL型并网逆变器数学模型,由于LCL滤波器存在谐振,易导致并网逆变器系统不稳定。因此,本文采用电容电流反馈有源阻尼法,通过在反馈电容电流中加入反馈常量来抑制谐振尖峰,保证并网逆变器系统的稳定。(2)针对传统PI电流调节器不能有效跟踪交流信号且存在稳态误差的问题,本文采用能够实现无静差跟踪交流信号特点的PR电流调节器,并对PR电流调节器参数进行设计,保证系统具有足够的稳定裕度。(3)在保证理想电网条件下LCL型并网逆变器系统稳定的基础上,建立弱电网LCL型并网逆变器系统模型,从频域角度,分析电网电阻和电网电感变化对系统稳定性产生的影响,得出电网电感增加是导致系统稳定性下降的主要原因。(4)为提高弱电网下并网逆变器系统的稳定性,建立基于有源阻尼法LCL型并网逆变器输出阻抗模型,并结合电网阻抗检测技术,提出前馈相角提升方法并给出详细参数设计步骤。该方法可以在不改变并网逆变器输出阻抗幅值的前提下,最大程度提升电网阻抗与并网逆变器输出阻抗交截处的相角,以满足系统对稳定裕度的要求。最后,对弱电网下LCL型逆变器系统进行仿真研究,结果表明:阻抗变化情况下前馈相角提升方法能够有效保证并网逆变器系统的稳定性。