【正文】 近年來微電網(wǎng)的研究不僅在理論方面取得較大的進展，另一方面，國際上眾多示范工程及實驗系統(tǒng)也相繼建立起來，為微電網(wǎng)應用的研究奠定了基礎：美國，CERTS的微電網(wǎng)項目已在俄亥俄州的Dolan技術中心進行了物理裝置的測試。尤其在世界范圍內(nèi)發(fā)生幾次大面積的停電事故后，電網(wǎng)的脆弱性充分暴露了出來，這不得不引發(fā)人們思考和憂慮，一味地擴大電網(wǎng)規(guī)模顯然不能滿足未來電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。如何獲得高質(zhì)量的電流成為研究的焦點。其次，文章討論了LCL 濾波器的參數(shù)設計方法，給出了系統(tǒng)LCL 濾波器參數(shù)的設計步驟。但是分布式電源也尤其自身的弊端，如并網(wǎng)時單機接入成本高，并網(wǎng)時控制困難，且分布式發(fā)電系統(tǒng)比較分散，不適合大電網(wǎng)的集中式的輸配電方式，分布式發(fā)電設備的接入電網(wǎng)與否不受大電網(wǎng)控制，相對大電網(wǎng)來說，是一個具有隨意性的不可控電源。如日本的微電網(wǎng)應用研究主要在其發(fā)展較成熟的光伏設施基礎上，走以家庭光伏并網(wǎng)發(fā)電、商業(yè)中心區(qū)燃料電池電站配合儲能為特色的微電網(wǎng)建設路線。尤其隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國很多地區(qū)的用電缺乏非常嚴重，一些城市不得不實行分時分區(qū)域供電。PWM變換器能達到“綠色”逆變器的目的，已經(jīng)受到國內(nèi)外學者普遍的重視，成為研究的熱點。PWM逆變器經(jīng)過30多年的探索和研究，取得了很大的進展，其主電路從早期的半控型器件橋路發(fā)展到如今的全控型器件橋路；其拓撲結構從單相、三相電路發(fā)展到多相組合及多電平拓撲電路；PWM開關控制由單純的硬開關調(diào)制發(fā)展到軟開關調(diào)制；功率等級也從千瓦級發(fā)展到兆瓦級，隨著PWM逆變器技術的發(fā)展，已經(jīng)設計出多種PWM逆變器，并可分類如下：一、按照電網(wǎng)相數(shù)分類：單相電路，三相電路，多相電路；二、按照PWM開關調(diào)制分類：硬開關調(diào)制，軟開關調(diào)制；三、按照橋路結構分類：半橋結構，全橋結構；四、按照調(diào)制電平分類：二電平，三電平電路，多電平電路；對于不同功率等級以及不同的用途，人們研究了各種不同的PWM逆變器拓撲結構。電壓型、電流型PWM逆變器，無論是在主電路結構、PWM信號發(fā)生以及控制策略等方面均有各自的特點，并且兩者間存在電路上的對偶性。雙饋發(fā)電機轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)之間具有一個“背靠背”的雙向變流器，用來實現(xiàn)對發(fā)電機的交流勵磁和能量對電網(wǎng)的回饋。這對三相PWM整流器在大功率領域中的應用產(chǎn)生了不利影響。阻尼方法分為兩種：一種叫做“無源阻尼法”，它是通過在電容上串聯(lián)電阻來使系統(tǒng)穩(wěn)定，這種方法穩(wěn)定可靠，在工業(yè)中被廣泛應用，但是加入的電阻會增加系統(tǒng)的損耗。（2）基于有源阻尼的直接功率控制策略 由于動態(tài)響應快、原理簡單，近年來直接功率控制已被越來越多地應用于PWM整流器的控制。直接功率控制是近年來產(chǎn)生的一種新的控制方法，方法的優(yōu)點就是采用靜止αβ坐標系進行控制計算，無需復雜的坐標變換和解耦控制，直接對系統(tǒng)的無功功率進行控制，結構和算法簡單；避免了PWM 算法，采用查表技術，動態(tài)響應快；采用虛擬磁鏈定向，省去了電網(wǎng)電壓傳感器。電壓外環(huán)采用常規(guī)PI調(diào)節(jié)器進行控制，電流內(nèi)環(huán)采用上述無差拍算法來跟蹤給定電流。其中，電壓外環(huán)用來控制直流側(cè)電壓?；贚CL 濾波器的三相PWM 逆變器的控制策略的研究現(xiàn)狀分析可知，無差拍控制是研究較早的控制策略，控制策略的離散化便于數(shù)字化實現(xiàn)，但是無差拍控制需要的傳感器較多，所以無傳感器的研究成為研究重點。因為我們通常是將220伏交流電整流變成直流電來使用，而逆變器的作用與此相反，因此而得名。 按逆變器輸出交流電能的頻率分，可分為工頻逆變器、中頻逆器和高頻逆變器。前者，不具備自關斷能力，元器件在導通后即失去控制作用，故稱之為“半控型”普通晶閘管即屬于這一類；后者，則具有自關斷能力，即無器件的導通和關斷均可由控制極加以控制，故稱之為“全控型”，電力場效應晶體管和絕緣柵雙權晶體管（IGBT）等均屬于這一類。按逆變器控制方式分，可分為調(diào)頻式（PFM）逆變器和調(diào)脈寬式（PWM）逆器。圖22給出了三相半橋式逆變器拓撲結構。這樣，在任一瞬間，將有三個橋臂同時導通，也可能是上面兩個臂下面一個臂同時導通，因為每次換流都是在同一相上下兩個橋臂之間進行的，因此也被稱為縱向換流?？芍?、的波形和形狀相同，相位一次相差120176。圖24 基于LCL 濾波的三相高頻PWM 逆變器拓撲結構取單相LCL 濾波的PWM 整流器結構進行分析:圖25 LCL 濾波器的單相拓撲結構可得其在連續(xù)靜止坐標系下的數(shù)學模型為： （213） （214） （215）式中： ——電網(wǎng)電壓、電容器電壓、整流器側(cè)控制電壓——電網(wǎng)側(cè)電流、電容器電流、整流器側(cè)電流由式（213），（214），（215）及前面開關函數(shù)的定義，可以推出LCL 濾波的三相PWM 整流器在三相電網(wǎng)電壓對稱情況下的開關數(shù)學模型： （216） （217） （218） 式中：C ——整流器直流側(cè)電壓、負載電阻及支撐電容根據(jù)KCL、KVL 得到三相靜止abc 坐標系下各相方程：a相： （219）b相: （220）c相: （221）式中： ——三相電網(wǎng)側(cè)交流電壓 ——三相濾波電容上的電壓 ——整流器交流側(cè)的三相電壓 ——三相電網(wǎng)側(cè)交流電流 ——整流器交流側(cè)的三相電流經(jīng)過整理可得采用LCL 濾波器的狀態(tài)方程: （222）可以看出，三相LCL 濾波器的狀態(tài)空間方程為9 階的狀態(tài)方程，對這樣一個高階被控系統(tǒng)來說，如果不采用一定的方法進行降階處理的話，則很難設計控制器。鎖相環(huán)在工作的過程中，當輸出信號的頻率與輸入信號的頻率相等時，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值，即輸出電壓與輸入電壓的相位被鎖住，這就是鎖相環(huán)名稱的由來。 鎖相環(huán)可用來實現(xiàn)輸出和輸入兩個信號之間的相位同步。 鎖相環(huán)路在鎖定后，不僅能使輸出信號頻率與輸入信號頻率嚴格同步，而且還具有頻率跟蹤特性，所以它在電子技術的各個領域中都有著廣泛的應用。通過上述過程，就將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}寬按正弦規(guī)律變化的正弦脈沖序列。當、為高電平時，有TT4 導通而使得，當或有一個為低電平時，則有TT4 或者TT3導通而使得。2. LC濾波器采用LC濾波器時，一般考慮逆變器要在并網(wǎng)與獨立的雙模式下運行。抑制開關紋波電壓對電網(wǎng)污染：濾波電容C和逆變橋側(cè)電感L1對高頻紋波電壓進行串聯(lián)分壓，由于電容和電感分別對高頻分量呈現(xiàn)低阻抗和高阻抗，紋波電壓主要由L1承擔，電網(wǎng)承擔的紋波電壓就大為減小。在功率不高的情況下通常采用在電容支路串聯(lián)電阻的方法。這不僅使網(wǎng)側(cè)電流變化率下降，系統(tǒng)動態(tài)響應性能降低，還會帶來體積過大成本過高等一系列問題。通過bode圖來比較其性能的優(yōu)劣。然而，濾波電容的分流作用，使整流器的電流控制系統(tǒng)由一階變?yōu)槿A，控制更為復雜，并且在某些高次諧波電流下，LCL 濾波器的總阻抗接近零，將導致諧振效應，影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。L 上的電流是由其阻抗和電容支路與支路的并聯(lián)阻抗決定的。（2） 和并聯(lián)部分。（2） ，否則需要較高的直流電壓來保證電流的控制性，這將會增大功率開關的損耗。與此同時，為達到相同的濾波效果，若采用L型濾波器，需要使用更大的電感，增加了濾波器體積和系統(tǒng)成本，這使得LCL濾波器的優(yōu)勢更加得以體現(xiàn)，尤其適合開關頻率相對較低的大功率應用場合。再次基礎上，本文提出以LCL濾波電容電流為內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制方案，給出了理論依據(jù)和實現(xiàn)方法，并通過仿真和實驗驗證論文此方案的可行性。典型I型系統(tǒng)為：，上述控制對象要整定為I型系統(tǒng)，可采用PI調(diào)節(jié)器：，且取為T和RC中較大的數(shù)，由于，取3,C=100uF，則取=RC，整定后的I型系統(tǒng)為：，又,且取KT=、動態(tài)響應較快，計算可得的值。仿真步驟 結果分析 結論本文對國內(nèi)外現(xiàn)有的典型的逆變器并網(wǎng)控制方法進行分析和對比的基礎上研究了一種基于雙電流環(huán)控制的單相逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)。從論文的選題、資料的搜集和調(diào)研、到后來的論文寫作和修改,無不凝聚著老師和學長的心血和汗水。 Micro grids。感謝我的家人對我的學業(yè)的不遺余力的支持、幫助和鼓勵,他們一如既往、默默無聞的支持與付出,使我沒有后顧之憂、能夠順利完成全部學業(yè)。 ，在濾波電感參數(shù)取值相同的條件下，分別采用兩種濾波器進行對比仿真實驗，結果證明采用電容電流和網(wǎng)側(cè)電流雙閉環(huán)的控制策略，輸出電流變得更加平滑，紋波明顯減少，系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)性進一步加強?？傻弥C振頻率，滿足約束條件。下圖是基于無源阻尼的并網(wǎng)逆變器原理圖。通常認為，以LCL濾波器網(wǎng)側(cè)電感電流控制為主的方案稱為直接電流控制，而以逆變器側(cè)電感電流控制為主的方案稱為間接電流控制，受LCL自身參數(shù)變動的影響，間接電流控制相比直接電流控制在滿足并網(wǎng)要求方面就顯示出一點的劣勢。(2) 總電感值的約束條件： （39）其中為直流母線電壓，為網(wǎng)側(cè)相電壓峰值，為相電流峰值。同L 情況類似，的電感量也有限制。不會隨著和并聯(lián)電路的加入而減小太多，所以整流器側(cè)紋電流主要取決于L 的大小。該方法通過增加控制的復雜性避免無源阻尼的損耗問題。 den=[1,0,2,0]。在中大功率應用場合，LCL濾波器的優(yōu)勢更為明顯。這樣就可以使逆變器穩(wěn)定、高效地工作于獨立和并網(wǎng)雙模式下。急劇變化為270176。3. LCL濾波器LCL濾波器的基本思想是利用加入的電容支路為高頻開關紋波電流提供低阻通路，起到對高頻分量的旁路作用，減少注入電網(wǎng)的紋波電流。而在大功率逆變器中，從減小輸出濾波器體積和提高輸出波形質(zhì)量方面考慮，一般采用全橋逆變主電路和單極性倍頻的SPWM調(diào)制。當時，T3一直導通而T4 一直截止，此時當時，開關管T1導通而T2截至，橋臂中點間電壓；當時，開關管T1截止而T2導通，橋臂中點間電壓。雙極性SPWM調(diào)制方式的原理如圖22所示，圖中調(diào)制波，幅值為，頻率。如果和相差不大，鑒相器對和進行鑒相的結果，輸出一個與和的相位差成正比的誤差電壓ud，再經(jīng)過環(huán)路濾波器濾去中的高頻成分，輸出一個控制電壓,將使壓控振蕩器的頻率（和相位）發(fā)生變化，朝著參考輸入信號的頻率靠攏，最后使=，環(huán)路鎖定。 鎖相環(huán)的基本結構： 鎖相環(huán)路是一個相位反饋自動控制系統(tǒng)。 鎖相環(huán)節(jié)的工作原理逆變器輸出電壓電流同頻同相才能并網(wǎng)供電，所以控制器的設計中都要設置鎖相環(huán)節(jié)。導電的方式逆變器中，為了防止同一相上下兩橋臂的開關器件同時導通而引起的直流電源的短路，要采取“先斷后通”的方法，即先給應關斷的器件關斷信號，待其關斷后留一定的時間裕量，然后再給應導通的器件發(fā)出開通信號，即在兩者之間留一個短暫的死區(qū)時間，死區(qū)時間的長短要視器件的開關速度而定，器件的開關速度越快，所留的死區(qū)時間就可以越短，這一“先斷后通”的方法對于工作在上下橋臂通斷互補方式下的其他電路也是適用的，顯然，前述的單相半橋和全橋逆變電路也必須采取這一方法。且的波形形狀相同，只是相位一次相差120176。圖22 三相半橋逆變器 三相全橋式逆變器的拓撲結構如圖23所示,由于其具有電路結構簡單、易于控制和主開關管承受的電壓應力低等優(yōu)點,在并網(wǎng)逆變器中而得到廣泛采用,但是其缺點是其帶不平衡負載的能力較弱。這里側(cè)重于逆變器拓撲結構的討論,如圖21,為組合式逆變器的電路結構。按照逆變器輸出電能的去向分，可分為有源逆變器和無源逆變器。坐標變換所需的旋轉(zhuǎn)角度θ由三相電網(wǎng)電壓獲得。不平衡的電網(wǎng)電壓會引起低頻電流諧波，因此不平衡控制策略的研究也有重大的意義。這是最早的基于LCL 濾波器的控制策略。這是一種基于虛擬磁鏈的直接功率控制。目前對于有源阻尼法的研究大多基于矢量控制和直接功率控制策略。學者針對LCL濾波器的諧振問題，提出了許多增加阻尼的辦法，其中一些有源阻尼的控制策略，不僅抑制了LCL濾波器的諧振，而且不會產(chǎn)生功率損耗，降低系統(tǒng)的效率，很適用于大功率系統(tǒng)。通常為了減小開關頻率及其整數(shù)倍附近的高次諧波，一般采用電感進行濾波。該逆變器以對角線T1和T4，對角線T2和T3構成兩組聯(lián)動開關，兩組開關交替開通，其結果是在負載端輸出分別為正和負的方波電壓。多電平拓撲結構的PWM逆變器主要應用于高壓大容量場合。圖12并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構示意圖PWM控制技術的應用與發(fā)展為逆變器性能的改進提供了變革性的思路和手段，結合了PWM控制技術的新型逆變器稱為PWM逆變器。而在這些清潔能源利用過程中，并網(wǎng)逆變器是關鍵?？梢钥闯?，當前國內(nèi)微電網(wǎng)應用研究的特點是涉研單位較廣，但尚無某個機構擁有完整的集實驗、仿真、檢測等功能于一體的微電網(wǎng)應用研究平臺。它們接在用戶側(cè)，具有低成本，低電壓，低污染的特點。..................................37結論 .....................................................................42參考文獻 ...........