带LCL滤波器的新能源并网发电用三相PWM变换器研究

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本文围绕着带LCL滤波器的新能源并网发电用三相PWM变换器展开研究,从谐振频率、总电感量和不同频段谐波抑制能力等三个方面对滤波元件的配合取值原则进行了研究,根据LCL滤波器的滤波原理,提出了一种变换器侧电感的选取方法,并设计了一组LCL参数用于仿真和实验研究。根据PWM并网变换器在同步旋转坐标系下的动态模型,设计了d轴电网电压定向同步旋转坐标系下PWM并网变换器的电压电流双闭环控制系统。采用C MEX S-函数方案,构建了能与DSP实用程序一致的SVPWM仿真模块。用Matlab/Simulink对所设计的LCL滤波器和三相电压型PWM并网变换器控制策略进行了仿真,并分析了波形,验证了LCL滤波器参数设计方法和控制策略的正确性。根据闭环零极点在Z域内的分布,分析了电流反馈量、电网阻抗对系统稳定性的影响,并进行了仿真验证。并从LCL滤波器滤波效果、系统稳定性和功率损耗三个方面重点分析了阻尼电阻对系统的影响,在此基础上提出了阻尼电阻的选取原则。设计了主动阻尼,仿真和实验证明主动阻尼可以达到与阻尼电阻同样的效果,但是避免了功率损耗的问题。完成了带LCL滤波器的并网变换器的硬件电路的设计、制作,控制软件的编写、调试,进行了整流和逆变运行实验,并对实验数据进行了分析,实验结果表明了本文所设计的LCL参数和控制策略以及阻尼设计的正确性。
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