【正文】 這里將重點(diǎn)分析LCL型濾波器，LCL 濾波器的阻抗值與流過(guò)的電流頻率成反比，頻率越高，阻抗越小，所以可以濾除高頻諧波。另一種方法是通過(guò)修正控制算法使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，消除共振作用，這種方法叫做“有源阻尼法”[15]。紋波電流會(huì)使開(kāi)關(guān)元器件和電感的發(fā)熱升溫，增加功率損耗，縮短元器件的壽命，因此需要衰減逆變器側(cè)電流的紋波[14]。調(diào)節(jié)電網(wǎng)側(cè)電感大小時(shí)，系統(tǒng)的總電感量隨之發(fā)生變化，低頻段越高對(duì)應(yīng)的電感值越小，壓降越小，損耗越小，并且三者諧振頻率點(diǎn)不同。 系統(tǒng)雙端電感比例的影響系統(tǒng)雙端電感包括逆變器側(cè)電感與電網(wǎng)側(cè)電感。電網(wǎng)會(huì)自身帶有電感，可以視為電網(wǎng)側(cè)濾波電感增加了。并網(wǎng)系統(tǒng)中，低頻時(shí)需要增加電感來(lái)抑制電流諧波，這不僅增加了壓降，直流電壓給定時(shí)，閉環(huán)控制調(diào)節(jié)可能會(huì)出現(xiàn)超出線性調(diào)制的范圍。在大容量的場(chǎng)合中，需要大電感來(lái)抑制電流諧波，而LCL就解決了這種弊端，它能在不增加電感和開(kāi)關(guān)頻率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)諧波抑制，LCL比單L性能好，并且保證低頻段增益和高頻段衰減。 LCL型濾波器的原理LCL與L不同，它是三階模型，如果設(shè)計(jì)不好會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要分析LCL濾波器的整體模型。逆變器側(cè)和網(wǎng)側(cè)電阻、相比于感抗、較小，可以忽略。在給定紋波衰減率的條件下，可以由式（34）得出兩個(gè)電感和電容的約束關(guān)系。因此需要找出重要性能指標(biāo)，濾波器中電感總量和諧振頻率的限制條件。同時(shí)電感和電容存在諧振，參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，發(fā)生諧振會(huì)增加諧振頻率處的諧波含量，會(huì)嚴(yán)重污染電網(wǎng)[8,14,17]。在低頻時(shí)，兩者頻率響應(yīng)的斜率都是?20d B/dec。為了保證系統(tǒng)的高功率因數(shù)，一般限制電容吸收的無(wú)功功率低于額定功率的5%。（4）需增設(shè)阻尼電阻防止諧振，但阻值不能太大，以免帶來(lái)過(guò)多的損耗，從而降低了效率。 本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是說(shuō)明了LCL濾波器參數(shù)對(duì)濾波器工作性能有很大的影響，主要從其性能指標(biāo)分析，包括逆變器側(cè)電感紋波抑制能力、濾波電容和網(wǎng)側(cè)電感抑制高頻諧波的能力、逆變器電感和網(wǎng)側(cè)電感比例關(guān)系對(duì)濾波性能的影響、電網(wǎng)電感對(duì)濾波器的影響。因?yàn)镻I補(bǔ)償器不能夠?qū)θ嘟涣麟娏鲗?shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制。 （41） 如式子（42）所示，其中的三相靜止坐標(biāo)系下的三個(gè)交流量、是由兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的兩個(gè)直流量和轉(zhuǎn)變得到，從而為SPWM調(diào)制提供前提。綜上所述，以比例補(bǔ)償器補(bǔ)償器作為，以比例積分補(bǔ)償器作為補(bǔ)償器。其作用是使得電路上的時(shí)鐘和某一外部時(shí)鐘的相位同步。因此，所有板卡上各自的本地80MHz和20MHz時(shí)基的相位都是同步的，從而采樣時(shí)鐘也是同步的。其組成方框圖如圖45所示：圖45 鎖相環(huán)的基本方框圖鎖相環(huán)的工作原理： 1. 壓控振蕩器的輸出經(jīng)過(guò)采集并分頻； 2. 和基準(zhǔn)信號(hào)同時(shí)輸入鑒相器； 3. 鑒相器通過(guò)比較上述兩個(gè)信號(hào)的頻率差，然后輸出一個(gè)直流脈沖電壓； 4. 控制VCO，使它的頻率改變； 5. 這樣經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的時(shí)間，VCO 的輸出就會(huì)穩(wěn)定于某一期望值。圖46為SSRFSPLL矢量圖。 基于無(wú)源阻尼的單電流環(huán)控制方案的設(shè)計(jì)基于LCL濾波的并網(wǎng)逆變器較早的控制策略是采用無(wú)源阻尼的單環(huán)控制策略[2]，該策略的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以使用較少的傳感器，控制器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不足的地方是采用無(wú)源阻尼，會(huì)增加功率損失，尤其在大功率應(yīng)用場(chǎng)合，電阻上的功率損耗會(huì)更多，并且可能導(dǎo)致發(fā)熱量巨大，就要額外加散熱片，雖然減少了傳感器，但可能由于電阻造成的功率損失、額外增加的散熱設(shè)備，長(zhǎng)期看來(lái)，成本不一定會(huì)減少。圖48 基于無(wú)源阻尼的并網(wǎng)逆變器原理圖可得系統(tǒng)線性控制模型：圖49 基于無(wú)源阻尼的線性控制系統(tǒng)模型計(jì)算PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)[2]得LCL濾波器的傳遞函數(shù)： （412）將逆變器等效為一個(gè)小慣性環(huán)節(jié): 又的數(shù)值很小，忽略不計(jì)，則F(s)化簡(jiǎn)為： （413）進(jìn)而可得被控對(duì)象的傳遞函數(shù)： （414）且已知PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為： 其中τ=hT整定為II型系統(tǒng)后為： （415）且典型II型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （416）其中選定h，濾波器參數(shù)、C和的值，即可計(jì)算出K，然后可得即，且電容所串電阻為： （417） 以上為理論計(jì)算方法，仿真過(guò)程中各參數(shù)還需要適當(dāng)調(diào)整，才能得到較好的濾波效果和穩(wěn)定的電壓電流波形。 本章小結(jié)本章主要介紹了逆變器的系統(tǒng)控制框圖和輸出電流控制策略，并詳細(xì)分析了基于無(wú)源阻尼的單環(huán)控制策略和基于有源阻尼的雙閉環(huán)控制策略的原理以及兩種控制器的設(shè)計(jì)方法。，計(jì)算得電容電流內(nèi)環(huán)的PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)： 為了驗(yàn)證本文所敘述的LCL濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法及所采用的電流雙環(huán)控制策略的可靠性，以及系統(tǒng)是否能達(dá)到所要求的穩(wěn)定性，取濾波電感，濾波電容，單環(huán)控制策略中電容所串電阻，并網(wǎng)電感電流外環(huán)PI調(diào)節(jié)器參數(shù)為,，濾波電容電流內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器參數(shù)為，,單環(huán)控制策略的PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)與雙環(huán)中外環(huán)PI參數(shù)相同。（2）輸出電流波形圖53 基于無(wú)源阻尼控制策略的仿真電流同時(shí)對(duì)仿真波形進(jìn)行了傅里葉分析，分析如下圖圖54 基于無(wú)源阻尼控制策略的電流波形傅里葉分析 基于有源阻尼的雙環(huán)控制仿真電路下圖是基于有源阻尼的雙環(huán)控制仿真電路：圖55 基于有源阻尼的雙環(huán)控制仿真電路（1）有功功率和無(wú)功功率波形圖56 有功和無(wú)功功率波形由圖56可知，無(wú)功功率為0，有功功率穩(wěn)定在8000W，小于8000W是因?yàn)榇嬖谟泄β蕮p耗。（4）并網(wǎng)電流仿真波形（a）逆變器側(cè)的濾波電感上的電流波形（b）逆變器側(cè)的濾波電感上的電流波形圖59 基于LCL型濾波器的逆變器并網(wǎng)電流波形并網(wǎng)電流仿真波形如圖59所示，上半部分為逆變器側(cè)的濾波電感上的電流，下半部分則為網(wǎng)側(cè)電感上的電流。同時(shí)對(duì)仿真波形進(jìn)行了傅里葉分析，分析如下圖圖511 基于有源阻尼控制的仿真電流傅里葉分析通過(guò)以上仿真波形可以看出，網(wǎng)側(cè)電流的相位與電網(wǎng)電壓非常接近，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高功率因數(shù)并網(wǎng)運(yùn)行，%，很好地抑制了入網(wǎng)電流的諧波含量，獲得了預(yù)期的電流輸出效果，證明控制策略以及濾波器參數(shù)計(jì)算均正確可行。，并網(wǎng)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流控制方法系統(tǒng)不穩(wěn)定，加入阻尼電阻后系統(tǒng)能變得穩(wěn)定，輸出電流含有較大的紋波，但同單電感濾波仿真波形相比紋波要小，并且動(dòng)態(tài)性加強(qiáng)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 伍小杰,羅悅?cè)A,喬樹(shù)通. 三相電壓型PWM整流器控制技術(shù)綜述[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào),2005,20(12):7~12[2] 郭小強(qiáng), 鄔偉揚(yáng), 顧和榮. 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LCL濾波并網(wǎng)逆變器的魯棒電流控制[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012,36（15）：1~6致謝致謝時(shí)間如白駒過(guò)隙，轉(zhuǎn)眼間，在燕山大學(xué)里仁學(xué)院四年的大學(xué)生活即將要結(jié)束，回望學(xué)校的這段日子我感慨良多。在此，向?qū)煴磉_(dá)我最衷心的感謝，祝導(dǎo)師和家人身體健康，工作順利、生活順心快樂(lè)。此外，感謝我的所有同學(xué)和朋友們！四年的學(xué)習(xí)生活中，我們同享快樂(lè)，共擔(dān)憂(yōu)傷，一起成長(zhǎng)和進(jìn)步。（2）國(guó)外發(fā)展概況：伴隨著能源危機(jī)的發(fā)展，在各國(guó)政府的重視下，世界光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在最近10年間也得到了蓬勃發(fā)展。其次，光伏電池的產(chǎn)量急劇增加，新興的光伏組件生成大國(guó)不斷出現(xiàn)。最后，近年來(lái)世界各國(guó)紛紛出臺(tái)一系列的支持政策，大力推廣以光伏發(fā)電為代表的可再生能源項(xiàng)目的實(shí)施，進(jìn)一步推動(dòng)了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，日本的光伏電力已經(jīng)逐漸具備了不需要依靠政府補(bǔ)貼的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而政府的投入則主要轉(zhuǎn)移到研發(fā)和對(duì)一些示范項(xiàng)目的支持上面。而德國(guó)西門(mén)子太陽(yáng)能公司在慕尼黑貿(mào)易展覽中心建成了1MW的太陽(yáng)能光伏屋頂系統(tǒng)，則成為大功率太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的代表。在光伏電池研究方面，我國(guó)光伏電池的研究獲得重要進(jìn)展，目前我國(guó)實(shí)驗(yàn)室光伏電池的效率已達(dá)21%，可商業(yè)化光伏組件效率達(dá)14%～15%，一般商業(yè)化電池效率也已達(dá)到10%～13%。國(guó)家體育場(chǎng)(鳥(niǎo)巢)工程投資1000萬(wàn)元，在“鳥(niǎo)巢”的12 個(gè)主通道上方，安裝總裝機(jī)容量為130千瓦的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。三、研究步驟、方法及措施 （1）研究步驟：首先查閱資料，了解有關(guān)三相并網(wǎng)逆變器的基本知識(shí)，然后有針對(duì)性的對(duì)LCL濾波器設(shè)計(jì)和雙閉環(huán)控制設(shè)計(jì)方法進(jìn)行學(xué)習(xí)。四、研究工作進(jìn)度： 查閱資料，、工作原理及系統(tǒng)構(gòu)成 。（1316周） 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與理論比較，撰寫(xiě)論文。2005年，J．W．Kolar，S．Ponnaluri,L．A．Serpa和P．M．Barbosa提出了基于LCL濾波器的PWM 整流器的直接功率控制策略，該方法設(shè)計(jì)了基于直接功率控制的有源阻尼方法來(lái)抑制LCL濾波器的諧振，這是一種基于虛擬磁鏈的直接功率控制。這是最早的基于LCL 濾波器的控制策略?；谌]環(huán)的電網(wǎng)不平衡控制策略2003 年ErikaTwining和Donald Grahame Holmes提出三閉環(huán)控制策略,這也是首次針對(duì)不平衡電網(wǎng)電壓提出的控制策略。該方法需要兩組電流傳感器和一組電壓傳感器，傳感器數(shù)量多是其缺點(diǎn)。同一相即同一半橋的上下兩個(gè)臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度一次相差120176。LCL濾波器與單L、LC濾波器進(jìn)行對(duì)比：三相并網(wǎng)逆變器的濾波器設(shè)計(jì)至關(guān)重要，不僅影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)，還制約著系統(tǒng)損耗、直流側(cè)電壓、進(jìn)網(wǎng)電流諧波等。這不僅是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能下降，還會(huì)引起成本和體質(zhì)重量增加等一