基于LCL濾波器的并網逆變器穩(wěn)定性分析.pdf

1、三相并網逆變器作為重要的電力電子裝置，廣泛應用在新能源發(fā)電并網、能量存儲、高壓直流輸電以及柔性交流輸電系統中，形成逆變器-電網級聯系統。而隨著弱電網情況的出現、多并網逆變器接入引起電網環(huán)境的復雜化，并網逆變器系統的穩(wěn)定性受到了極大的威脅，其中由于阻抗交互作用引起的諧振現象尤為關鍵，因此有必要從逆變器輸出阻抗的角度出發(fā)，研究這種諧振問題的影響因素，探索穩(wěn)定性提高的方法。
　　對于LCL濾波型三相并網逆變器來說，其電流采樣反饋方式主要

2、有逆變器側電流(Converter-side Current,CC)和網側電流(Grid-side Current,GC)采樣反饋兩種，控制坐標系主要有dq坐標系下PI控制和αβ坐標系下PR控制兩種。而受濾波器和控制環(huán)路影響的逆變器輸出阻抗值是有限的，當系統控制方案不同時，逆變器輸出阻抗也存在一定的差異。因此，本文通過建立逆變器的輸出阻抗模型，在全頻率范圍內討論逆變器并網系統的穩(wěn)定性，并通過仿真和實驗進行了驗證。
　　首先，針對L

3、CL濾波器存在的高頻諧振問題，采用電容電流反饋的有源阻尼方式進行抑制，在考慮數字控制延遲的情況下，兼顧阻尼效果和系統穩(wěn)定性要求設計了反饋系數，保證電網阻抗大范圍變化時不會引起三階系統帶來的諧振峰。其次，本文根據諧波線性化建模原理，推導了變換器在不同控制方案下的頻域等效阻抗模型，包括正序阻抗和負序阻抗，并在Plecs中用頻率掃描的方式進行了模型驗證；然后對所建立的序阻抗模型不同頻段的阻抗特性進行了分析，確定了阻抗在高、中、低頻段的主要影響

4、因素，為穩(wěn)定性分析提供了重要參考。
　　利用基于阻抗比的穩(wěn)定性分析方法，分析逆變器輸出阻抗和電網阻抗交互作用所引起的低頻諧振現象，通過對比電網阻抗變化時不同并網電流控制方案下的系統穩(wěn)定性，確定了最能適應電網阻抗變化的控制方法和提高系統穩(wěn)定性的控制環(huán)路參數設計方法，并通過時域仿真驗證了穩(wěn)定性分析的結論，證明了阻抗建模的準確性和穩(wěn)定性分析的有效性。最后，搭建了適用于本文穩(wěn)定性分析的實驗平臺，并在實驗平臺上對不同控制方案下系統諧振現象進