基于LCL滤波的并网逆变器的设计

本科毕业设计（论文）基于LCL滤波的并网逆变器的设计***燕山大学里仁学院2016年6月本科毕业设计（论文）基于LCL滤波的并网逆变器的设计学院：燕山大学里仁学院专业：应用电子技术学生姓名：黄**学号：***指导教师：***答辩日期：2016年6月19日燕山大学里仁学院毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院系级教学单位：电气工程及其自动化系学号***学生姓名黄**专业班级12应电-5题目题目名称基于LCL滤波的并网逆变器的设计题目性质1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2.文管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√）主要内容查阅资料，了解三相并网逆变器的原理及数学模型并网控制策略的研究分析LCL滤波器在电路中的应用并与单L、LC滤波器进行对比系统仿真研究完成毕业设计论文一篇系统图折合A0一张基本要求直流侧电压为Udc=800V有功功率为8000w总谐波畸变率THD〈5%单位功率因数并网在设计解决方案中要针对社会、健康、安全、法律、环境及可持续发展的问题进行论证,给出具体的分析和评价参考资料LCL滤波器的三相光伏逆变器双环控制策略刘飞殷进军周彦段善旭Vo1.42,No.9电力电子技术2008年9月PWM整流器及其控制张兴张嵩巍机械工业出版社自查相关中、英文文献周次第1～4周第5～8周第9～12周第13～16周第17～18周应完成的内容查阅资料原理分析及参数设计仿真及方案调整仿真、撰写论文论文撰写、答辩指导教师：***职称：教授15年12月30日系级教学单位审批：***年月日摘要I摘要随着光伏发电系统的日益推广，并网逆变器成为光伏并网发电的一个必不可少的环节。如何提高系统动态性能、降低成本以及对其控制系统的研究成为该领域的焦点。本文首先对逆变器的数学模型进行了分析，分别建立了三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的三相并网逆变器数学模型。其次，对L、LC和LCL型滤波器各自的特点及性能进行了对比，采用LCL型滤波器进行滤波，分析了参数设计方法，给出了系统LCL滤波器参数的设计步骤。对三相逆变器并网控制方案进行了设计，采用有源或无源阻尼控制方案能够降低谐振峰，提高系统稳定性。采用锁相环以及电流双环满足了并网控制要求。最后，在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上，给出了各环节参数，进行了系统仿真验证，结果表明，根据该方案设计的控制器参数能够使三相并网逆变器安全、可靠运行且具有较快的动态响应速度。关键词：三相并网逆变器;LCL滤波器;锁相环;有源阻尼燕山大学本科生毕业设计（论文）IIAbstractWiththeincreasingpromotionofphotovoltaicpowergenerationsystems,gridinverterbecomeanindispensablelinkofphotovoltaic(pv)gridpowergeneration.Howtoimprovethesystemdynamicperformance,reducecostsandtheresearchofitscontrolsystembecomesthefocusofthefield.Thisarticlefirstanalysesthemathematicalmodeloftheinverter,respectivelyestablishedthethree-phasestaticcoordinatesystem,two-phasestaticcoordinatesystemandtwo-phaserotatingcoordinatesystemofthree-phasegridinvertermathematicalmodel.Secondly,thetypeofL,LCandLCLfiltercharacteristicsandperformancearecompared,theLCLfilterforfiltering,parameterdesignmethodareanalyzed,thedesignstepsofLCLfiltersystemparametersisgiven.Thedesignschemeofthree-phaseinvertergridcontrol,adoptactiveorpassivedampingcontrolschemecanreducetheresonancepeak,improvethesystemstability.Usingphase-lockedloopandcurrentloopmeettherequirementofgridcontrol.Finally,eachcomponentindetailtheprinciplesandcalculationstepsofthevaluebasedonthedesignexampleisgiven,andthedesignoftheLCLfiltersimulationresultsshowthat,accordingtothedesignofthecontrollerparameterscanmakethree-phaseinverterwithsafe,reliableoperationandhasafastdynamicresponsespeed.Keywords：three-phasegrid-connectedinverter;LCLfilter;phase-lockedloop;activedampingIII目录摘要........................................................................................................................................IAbstract.................................................................................................................................II第1章绪论..........................................................................................................................11.1光伏发电的背景及意义..........................................................................................11.2世界及我国的光伏发电产业..................................................................................11.2.1国外光伏发电的现状.........................................................................................11.2.2我国太阳能光伏发电的现状.............................................................................21.3基于LCL滤波的PWM逆变器的控制策略.........................................................21.4本课题研究的主要内容..........................................................................................4第2章三相并网逆变器的原理及数学模型......................................................................52.1谐波的定义及危害...................................................................................................52.2逆变器的工作原理..................................................................................................52.3并网逆变器滤波器形式..........................................................................................62.4基于LCL滤波器的三相并网逆变器数学模型.....................................................72.5本章小结................................................................................................................11第3章LCL滤波器的研究分析.......................................................................................123.1LCL滤波器的谐波抑制方法................................................................................123.2LCL滤波器性能指标............................................................................................123.2.1逆变器侧电感纹波电流抑制...........................................................................123.2.2电网侧电感和滤波电容高频抑制...................................................................123.2.3系统双端电感比例的影响...............................................................................133.2.4电网电感的影响...............................................................................................133.3输出滤波器LCL的设计.......................................................................................133.3.1LCL型滤波器的原理.......................................................................................143.3.2LCL滤波器参数的设计...................................................................................153.3.3LCL滤波器高频滤