【正文】 類有組合式、半橋式和全橋式逆變器。按逆變器輸出電壓或電流的波形分，可分為正弦波輸出逆變器和非正弦波輸出逆變器。又可將其歸納為“半控型”逆變器和“全控制”逆變器兩大類。按逆變器輸出的相數(shù)分，可分為單相逆變器、三相逆變器和多相逆變器。逆變器的種類很多，可按照不同的方法進(jìn)行分類。簡(jiǎn)單地說，逆變器就是一種將低壓(12或24伏或48伏)直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。  2. PWM逆變器的原理及數(shù)學(xué)模型但實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該方法對(duì)于不平衡電網(wǎng)電壓有較強(qiáng)的魯棒性。最后，電容電流給定和反饋的偏差經(jīng)過三個(gè)比例調(diào)節(jié)器作SVPWM 的電壓控制信號(hào)。這也是首次針對(duì)不平衡電網(wǎng)電壓提出的控制策略。（4）基于三閉環(huán)的電網(wǎng)不平衡控制策略在實(shí)際系統(tǒng)中，三相電網(wǎng)電壓不可能完全對(duì)稱。改進(jìn)的無差拍控制策略通過反饋電容電壓將其引入到控制策略中，使控制效果更好。（3）基于無源阻尼的無差拍控制策略 為了便于矢量控制的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，1998 年，Michael Lindgren 和Jan Svensson 提出了基于LCL 濾波器的斬波器的無差拍控制。將有功、無功功率減去阻尼分量后就可以避免諧振問題。該方法設(shè)計(jì)了基于直接功率控制的有源阻尼方法來抑制LCL濾波器的諧振。(1)基于無源阻尼的直接電流控制策略 直接電流控制通過電流反饋閉環(huán)控制直接調(diào)節(jié)電流，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、受系統(tǒng)參數(shù)影響小等特點(diǎn)，是目前常用的電流控制方案，然而無論采用P、PI還是PID調(diào)節(jié)均無法使系統(tǒng)穩(wěn)定，并網(wǎng)逆變器LCL接口直接輸出電流控制穩(wěn)定性問題簡(jiǎn)單直接的解決方案是LCL串聯(lián)電阻形成無源阻尼PD衰減諧振峰值，增大相角裕度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。常見的有超前網(wǎng)絡(luò)法，虛擬電阻法，基于遺傳算法的有源阻尼法。一般采用在已有控制策略的基礎(chǔ)上增加阻尼作用來解決這個(gè)問題。不過，LCL 濾波器本身存在著諧振問題，PWM整流器如同一個(gè)諧波源，電流中某次諧波可能會(huì)對(duì)濾波器產(chǎn)生激勵(lì)，從而發(fā)生諧振，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，輸入電流諧波畸變率增大。此外，電抗器的體積和重量很大，造價(jià)也比較高。該諧波進(jìn)入電網(wǎng)后會(huì)影響電網(wǎng)上對(duì)電磁干擾敏感的負(fù)載，也會(huì)產(chǎn)生損耗。特別是近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，交流勵(lì)磁雙饋發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)得到了廣泛的關(guān)注和深入的研究。電壓型逆變器一般需要在直流側(cè)接有平波電容，根據(jù)器件的開關(guān)動(dòng)作，輸出一連串的方波電壓，方波的幅值嵌位在直流電壓上逆變器是個(gè)電壓源。根據(jù)直流儲(chǔ)能元件的不同，PWM逆變器又分為電壓型PWM逆變器和電流型PWM逆變器。對(duì)于大功率PWM逆變器，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究主要集中在多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和軟開關(guān)技術(shù)上。隨著PWM控制技術(shù)的發(fā)展，如空間矢量PWM，滯環(huán)電流PWM控制等方案的提出，以及現(xiàn)代控制理論和智能控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，PWM逆變器的性能得到了不斷提高，功能也不斷擴(kuò)展，PWM逆變器網(wǎng)側(cè)獨(dú)特的受控電流源特性，使得PWM逆變器作為核心設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各類電力電子應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)過國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者多年的研究，PWM逆變器在電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，數(shù)學(xué)模型，控制方法，電網(wǎng)電壓不平衡，系統(tǒng)特性等方面取得了豐碩的研究成果。由圖可見，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過配合容量適合的逆變器連接到公共電網(wǎng)上，在白天日照充足情況下，除了提供本地負(fù)載，多余電力可以提供給公共電網(wǎng)：夜間或陰天情況，本地負(fù)載則直接從電網(wǎng)獲取所需電能。PWM變換器可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)交流側(cè)電流正弦化，且運(yùn)行于單位功率因數(shù)或者功率因數(shù)可調(diào)，諧波含量很小，被稱之為“綠色電能變換”。鑒于我國(guó)太陽能、風(fēng)力資源豐富，可以說是取之不盡、用之不竭，這為我國(guó)發(fā)展清潔能源事業(yè)提供了很好的機(jī)遇。近些年來，太陽能光伏(Photovoltaic，PV)發(fā)電技術(shù)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了持續(xù)的發(fā)展。實(shí)際工程方面，由于牽涉到電網(wǎng)的正常運(yùn)營(yíng)，因此必須由電網(wǎng)公司主導(dǎo)進(jìn)行，如國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)的河南財(cái)專微電網(wǎng)示范工程，作為國(guó)內(nèi)第一個(gè)正式運(yùn)行的微電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目，取得了良好的運(yùn)行業(yè)績(jī)和社會(huì)效益。日本、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也開展了適合本國(guó)國(guó)情的微電網(wǎng)研究計(jì)劃。[1]圖11 微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖微電網(wǎng)從系統(tǒng)觀點(diǎn)看，是將發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置及控制裝置等結(jié)合，形成一個(gè)對(duì)大電網(wǎng)來說單一可控的單元，同時(shí)向用戶供給能量，微電網(wǎng)中的電源多為微電源（分布式電源），即含有電力電子接口的小型機(jī)組，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏電池以及超級(jí)電容、飛輪、蓄電池等儲(chǔ)能裝置。分布式發(fā)電一般指電能在靠近用戶的地方生產(chǎn)并直接為用戶供電的方式，由于其投資少，見效快，位置靈活，污染小，安裝方便，且在邊遠(yuǎn)地區(qū)，大電網(wǎng)覆蓋不到的區(qū)域，分布式發(fā)電的獨(dú)立運(yùn)行，解決了邊遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題，含有分布式電源的微電網(wǎng)可以在公共電網(wǎng)發(fā)生事故停電時(shí)進(jìn)行區(qū)域型供電，能夠使全部或部分微電網(wǎng)內(nèi)的重要用戶進(jìn)行不間斷供電。 parameters of the system are given LCL filter design steps. Finally, each ponent in detail the principles and calculation steps of the value based on the design example is given, and the design of the LCL filter simulation results show that, according to the design of the controller parameters can make threephase inverter with safe, reliable operation and has a fast dynamic response speed.Key words: Gridconnected inverter，LCL filter，Active damping, passive damping，Double closed loop control 目錄摘要 ......................................................................IAbstract .................................................................II目錄 ....................................................................III1. 緒論 ...................................................................1 1 1 1 2 逆變器的研究現(xiàn)狀 2 2 PWM逆變器的研究現(xiàn)狀 3 42. PWM逆變器的原理及數(shù)學(xué)模型 .............................................6 6 6 7 7 逆變器的工作原理 9 基于LCL濾波器的PWM逆變器數(shù)學(xué)模型 11 鎖相環(huán)節(jié)的工作原理 16 逆變器的SPWM調(diào)制方式分析 173. LCL濾波器和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................20 LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì) 20 L，LC，LCL濾波器的比較 20 LCL濾波器的選定 21 LCL濾波器數(shù)學(xué)模型及波特圖分析 21 LCL濾波器的諧振抑制方法 24 濾波器參數(shù)變化對(duì)濾波性能的影響 24 濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)的約束條件 25 濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)步驟 26 26 基于無源阻尼的單電流環(huán)控制方案的設(shè)計(jì) 27 基于雙環(huán)控制網(wǎng)側(cè)電感電流外環(huán)控制器的設(shè)計(jì)....................29 基于雙環(huán)控制電容電流內(nèi)環(huán)控制器的設(shè)計(jì) 294. 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證 ................................................30 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) 30 有源阻尼雙閉環(huán)控制仿真分析........................................32 無源阻尼單環(huán)控制仿真分析.......。文章首先對(duì)PWM 逆變器的工作原理做了詳細(xì)的介紹，并對(duì)基于LCL的濾波器，在ABC 靜止坐標(biāo)系，αβ靜止坐標(biāo)系和dq 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了數(shù)學(xué)模型。摘要 近年來，一些清潔高效的能源，如太陽能，風(fēng)能，地?zé)?，核能等得到了較為廣泛的應(yīng)用和關(guān)注，其發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的是直流電流和電壓，而許多負(fù)載都使用交流電，因此需要通過逆變器把直流電變成交流電。 由于對(duì)高頻諧波的抑制效果明顯好于L型濾波器，因此LCL濾波器在并網(wǎng)逆變器中應(yīng)用越來越廣泛，與傳統(tǒng)的L濾波器相比，LCL濾波器可以降低電感量，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，降低成本，在中大功率應(yīng)用場(chǎng)合，其優(yōu)勢(shì)更為明顯。關(guān)鍵詞：并網(wǎng)逆變器 LCL濾波器 有源阻尼 無源阻尼，雙閉環(huán)控制 Abstract In recent years, clean and efficient energy sources, such as solar energy, wind energy, geothermal energy, nuclear energy has been widely used and has gained widespread attention .The power system produce the DC current and voltage, and many are using the AC load, it need inverter into alternating current to direct current. With the increasing promotion of photovoltaic power generation systems, the use of inverters is more and more. How to get a high quality of the current bees the focus of research. Because of the inhibitory effect of high frequency harmonics is better than Ltype filter, the LCL filter grid inverter is widely applied, pared with the traditional Lfilter, LCL filter can reduce the inductance improve the system dynamic performance, reduce costs, in the highpower applications, its advantages more apparent. This paper analyzes the high frequency PWM inverter principle, and then presents a threephase ABC coordinates and dq coordinate system on the mathematical model of LCLfilter configuration. Secondly, the article discusses the LCL filter design parameters。因此，分布式電源由于污染少，可靠性高，能源利用效率高，安裝地點(diǎn)靈活等多方面的優(yōu)點(diǎn)，有效的解決了大型集中電網(wǎng)的許多潛在的問題。由多個(gè)分布式發(fā)電系統(tǒng)和負(fù)載共同組成的微電網(wǎng)和好的解決了這一問題，由于它可以作為大電網(wǎng)的一個(gè)整體負(fù)載，對(duì)大電網(wǎng)沖擊和影響較小，本身又可以獨(dú)立運(yùn)行，因此得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用，這種大電網(wǎng)與新型的分布式發(fā)電系統(tǒng)組成的微電網(wǎng)的結(jié)合控制，成為當(dāng)今電力行業(yè)主要的研究方向。歐洲，希臘，德國(guó)等地已有微電網(wǎng)示范項(xiàng)目處于運(yùn)行階段。部分高校、科研院所及電力企業(yè)，如天津大學(xué)，合肥工業(yè)大學(xué)，杭州電子科技大學(xué)、中科院電工所、中國(guó)電科院等，各自建立了相應(yīng)的微網(wǎng)示范項(xiàng)目或?qū)嶒?yàn)室，研究電網(wǎng)的控制、運(yùn)行及對(duì)主網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響。 逆變器的研究現(xiàn)狀 三相PWM電壓型逆變器的產(chǎn)生背景[2]隨著世界能源短缺和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，能源和環(huán)境成為21世紀(jì)人類所面臨的重大基本問題，清潔、可再生能源的發(fā)展和應(yīng)用越來越受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源需求不斷增加，煤炭、石油、天然氣等一次性能源卻不斷減少，而且其使用又會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大危害，為了緩解能源危機(jī)，避免環(huán)境的進(jìn)一步惡化，對(duì)風(fēng)能、太陽能等新能源的開發(fā)利用顯得尤為重要，可再生能源的使用兼具環(huán)保性和持續(xù)利用性，但是也存在著缺陷和難點(diǎn)。在所有的變換器中，PWM變換器由于其產(chǎn)生諧波損耗小，對(duì)通信設(shè)備干擾小，整機(jī)效率高，而牢牢占據(jù)