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在基于LCL滤波器的光伏并网逆变器中,LCL滤波器的参数是根据并网逆变器的额定功率设计的。而光伏组件的发电功率与太阳辐射强度密切相关,由于太阳辐射强度随着时间和季节在不断变化,故并网逆变器不会保持工作在额定功率,以至于LCL滤波器的滤波性能不能维持在最佳状态。基于此,本文分别从LCL滤波器的谐振尖峰抑制策略和LCL滤波器的最佳工作状态两方面进行研究,以改善LCL滤波器在各种太阳辐射强度下的滤波性能。具体内容包括:1.根据项目需求确定以两级式光伏并网结构作为研究对象,推导基于LCL滤波的三相并网逆变器数学模型,同时结合数学模型分别设计电流控制环和电压控制环。根据Ziegler-Nichols频域PI参数整定方法设计电流环的控制参数,并利用仿真验证该方法设计的PI参数具有拓宽系统频带和稳定通频带增益的优点。2.在讨论LCL滤波器参数设计方法的基础上结合伯德图分析其频率特性。根据LCL滤波器的传递函数,推导LCL滤波器谐振尖峰的抑制策略。比较LCL谐振尖峰的无源阻尼法和有源阻尼法的优缺点,并在MATLAB中进行仿真验证。重点讨论在非额定功率下,LCL滤波器的滤波性能,结合LCL滤波器参数设计方法,给出一种能有效改善并网逆变器在非额定功率下并网电能质量的控制算法,在基于电网电压定向的矢量控制(VOC)的基础上建立频率控制环,以确定当前功率状态下开关管的最佳开关频率,分析并设计频率控制环中的功率鉴定器、频率鉴定器和频率滞环比较器,同时在MATLAB中验证所提算法相比于传统算法,具有改善并网逆变器在非额定功率状态下并网电能质量的优势。3.根据5kW光伏并网逆变器的技术指标推导计算各功率器件的规格并进行器件选型,得出详细的主电路设计图。针对控制需求,对主电路进行信号检测电路、驱动电路等控制电路的设计,完成基于DSP的软件程序设计。4.根据电路图在实验室搭建5kW光伏并网逆变器实验平台,实验验证自适应开关频率控制算法能根据并网逆变器的输出功率调整开关频率,使LCL滤波器能适应各种输出功率,以达到更好的滤波效果,有效减小并网电流的谐波含量。