分散式發電系統中併網逆變器控制技術研究

《分散式發電系統中併網逆變器控制技術研究》是依託華中科技大學，由王學華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：分散式發電系統中併網逆變器控制技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王學華
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

LCL型併網逆變器的控制技術是基於可再生能源的分散式發電系統中一項重要的研究內容。除阻尼LCL濾波器的諧振尖峰外，還需要抑制電網背景諧波對併網電流波形質量的影響；解決電網阻抗對併網逆變器穩定性的影響；阻尼容性負載引起的多次諧振尖峰；解決整流性負載對併網電流波形質量的影響。本項目將揭示電網背景諧波與併網電流之間的物理關係，提出有效抑制背景諧波影響的控制策略。在此基礎上，建立典型電網阻抗的數學模型，提出快速、準確檢測電網阻抗的方法以及線上最佳化調節器參數的設計方法。結合所建立的電網阻抗模型，揭示本地負載(特別是容性負載和整流性負載)對控制系統影響的機理，提出阻尼多次諧振的有源阻尼方法以及抑制整流性引起併網電流振盪的控制策略，保證併網逆變器穩定工作，同時併網電流滿足諧波標準。

結題摘要

基於可再生能源的分散式發電是實現國民經濟可持續發展和解決環境污染問題的重要途徑。研究分散式發電系統中併網逆變器的控制技術，確保分散式發電系統併網穩定運行，將為高效和更經濟的開發利用可再生能源提供重要的理論基礎，對我國能源結構調整、環境保護和可持續發展具有戰略性全局性的重要意義。本項目針對單相和三相LCL型併網逆變器，提出了電網電壓全前饋方法，有效減小電網電壓諧波對併網電流影響的控制策略；針對基於電容電流反饋有源阻尼的LCL型併網逆變器，提出了一種有效的雙閉環設計方法；針對數字控制存在計算延時和PWM延時，揭示了電容電流反饋有源阻尼對系統阻尼特性的影響，並提出了雙閉環的設計方法，保證併網逆變器安全可靠運行；針對數字控制下的LCL型併網逆變器，提出了電容電流即時反饋有源阻尼的方法，消除了數字控制延時，有效提高了系統對電網阻抗的魯棒性；針對三相併網逆變器，提出了通用二階和三階複數濾波器兩種鎖相環前置濾波器，前者可以有效減少低電壓穿越過程中鎖相環對電網電壓正負序分量的提取時間，後者能夠在保證鎖相環動態性能的前提下，有效提高鎖相環對電網電壓諧波的抑制能力；針對LCL併網逆變器帶本地整流性負載，提出採用雙電感電流反饋，同時加入負載電流前饋的控制策略，外環採用重複控制器以保證逆變器帶整流性負載時，併網電流具有良好的正弦度，該控制策略還可以有效抑制電網電壓諧波對併網電流的影響，減小併網電流的穩態誤差，且併網逆變器對電網阻抗魯棒性強；針對LCL型併網逆變器的濾波器的兩個電感，提出了將其集成在一副磁芯上的磁集成方法，有效減小了磁芯體積和重量。通過上述研究，實現了分散式發電系統中併網逆變器安全可靠的併網運行。