新型比例積分多諧振控制及其并網(wǎng)逆變器應(yīng)用研究.pdf

1、基于可再生能源的分布式發(fā)電已經(jīng)成為促進(jìn)可再生能源利用的重要途徑，逐漸受到各國(guó)的普遍重視。LCL型并網(wǎng)逆變器作為分布式發(fā)電單元與電網(wǎng)之間能量交換的接口設(shè)備，其性能對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和高質(zhì)量運(yùn)行具有重要影響。然而，逆變器開(kāi)關(guān)器件死區(qū)產(chǎn)生的低頻諧波和實(shí)際電網(wǎng)中含有的背景諧波，嚴(yán)重影響并網(wǎng)逆變器輸出入網(wǎng)電流的質(zhì)量，因此，研究LCL型并網(wǎng)逆變器入網(wǎng)電流諧波抑制方法具有重要意義。本文針對(duì)單相LCL型并網(wǎng)逆變器，研究入網(wǎng)電流的諧波抑制方法。

2、
　　首先分析了傳統(tǒng)重復(fù)控制（repetitive control，RC）的原理、穩(wěn)定性、諧波抑制能力，并對(duì)比分析了RC與比例積分（proportional integral，PI）控制構(gòu)成的串聯(lián)和并聯(lián)兩種結(jié)構(gòu)下的復(fù)合控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，指出盡管RC并聯(lián)PI復(fù)合控制策略能夠抑制諧波，但是仍需要進(jìn)一步提高諧波抑制性能。
　　針對(duì)LCL型并網(wǎng)逆變器輸出濾波器諧振峰問(wèn)題，提出一種基于陷波器的有源阻尼策略，可以省去傳統(tǒng)有源阻尼的高精度

3、的傳感器，不需要增加任何硬件成本，同時(shí)，在弱電網(wǎng)情況下，網(wǎng)側(cè)電感存在波動(dòng)時(shí)，提出的有源阻尼策略具有良好的魯棒性。
　　針對(duì)RC并聯(lián)PI復(fù)合控制策略的特性與不足，提出一種新的基于RC并聯(lián)比例增益的PIMR控制策略。研究了PIMR控制策略的穩(wěn)態(tài)性能，并給出了PIMR控制器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了提出的PIMR的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。PIMR控制不僅同時(shí)抑制多個(gè)頻率的諧波信號(hào)，同時(shí)還具有良好的動(dòng)態(tài)特性。PIMR控制中的比例增益擴(kuò)大了R

4、C增益的選擇范圍，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的誤差收斂速度。與現(xiàn)有的PIMR控制相比，新的控制器不僅克服了PIMR控制僅能夠并聯(lián)有限多個(gè)諧振項(xiàng)的缺點(diǎn)，而且簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)PIMR復(fù)雜的設(shè)計(jì)。
　　分布式發(fā)電系統(tǒng)中，電網(wǎng)頻率常存在波動(dòng)的情況。傳統(tǒng)RC只能處理采樣頻率與電網(wǎng)電壓基波頻率比值為整數(shù)的情況，否則，系統(tǒng)信號(hào)跟蹤和諧波抑制性能顯著下降。為此，提出采用分?jǐn)?shù)延遲RC，并將其應(yīng)用于PIMR控制中。對(duì)比分析了基于FIR濾波器的分?jǐn)?shù)延遲和基于IIR濾波器

5、的分?jǐn)?shù)延遲。研究了當(dāng)電網(wǎng)頻率在49.5Hz～50.5Hz之間某一頻率值時(shí)，分?jǐn)?shù)延遲PIMR控制的控制效果；進(jìn)一步，當(dāng)電網(wǎng)頻率在49.5Hz～50.5Hz之間波動(dòng)時(shí)，提出一種自適應(yīng)PIMR控制方法，仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了提出的自適應(yīng)PIMR方法能夠在電網(wǎng)頻率波動(dòng)的情況下，仍能夠在基波及其整數(shù)倍頻率處提供高增益，從而具有優(yōu)秀的諧波抑制能力。
　　相位超前補(bǔ)償RC在高采樣頻率（10kHz及以上）時(shí)可以取得良好的效果，但是，采樣頻率降低時(shí)（4k