【正文】 干擾、降低噪聲等方面具有顯著的優(yōu)勢，近年來在電壓型PWM逆變器設(shè)計上受到了廣泛的重視，并得以迅速發(fā)展。對于大功率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。在小功率應(yīng)用場合，PWM逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究主要集中在減少功率開關(guān)損耗。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。將PWM控制技術(shù)應(yīng)用于逆變器始于20世紀(jì)70年代末，但由于當(dāng)時諧波問題不突出，加上受電力電子器件發(fā)展水平的制約，PWM逆變器沒有引起充分的重視。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逆變器的研究現(xiàn)狀光伏、風(fēng)力等并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏陣列、風(fēng)機(jī)和并網(wǎng)逆變器等組成，在可調(diào)度式系統(tǒng)中，還會配備蓄電池作為儲能設(shè)備。PWM變換器可以實現(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”。人們一直在電力電子技術(shù)的發(fā)展中探索一條“綠色”之路，對逆變裝置而言，“綠色”的內(nèi)涵包括電網(wǎng)無諧波，單位功率因數(shù)，以及功率控制系統(tǒng)的高性能，高穩(wěn)定性，高效率等傳統(tǒng)逆變裝置所不具備的優(yōu)越性能。鑒于我國太陽能、風(fēng)力資源豐富，可以說是取之不盡、用之不竭，這為我國發(fā)展清潔能源事業(yè)提供了很好的機(jī)遇。發(fā)展新能源，充分利用綠色能源，對我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展有著極其重要的意義。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。因此，就微電網(wǎng)應(yīng)用研究而言，我國目前在國際上的知名度和影響力還較為有限，另一方面也表明國家電監(jiān)會及各電網(wǎng)公司等部門的政策支持下，國內(nèi)相關(guān)單位在此領(lǐng)域還大有可為。實際工程方面，由于牽涉到電網(wǎng)的正常運(yùn)營，因此必須由電網(wǎng)公司主導(dǎo)進(jìn)行，如國家電網(wǎng)公司建設(shè)的河南財專微電網(wǎng)示范工程，作為國內(nèi)第一個正式運(yùn)行的微電網(wǎng)試點(diǎn)項目，取得了良好的運(yùn)行業(yè)績和社會效益。國內(nèi)關(guān)于微電網(wǎng)的研究也取得的長足的發(fā)展。日本、英國等發(fā)達(dá)國家也開展了適合本國國情的微電網(wǎng)研究計劃。如圖11近年來微電網(wǎng)的研究不僅在理論方面取得較大的進(jìn)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(yīng)用的研究奠定了基礎(chǔ)：美國，CERTS的微電網(wǎng)項目已在俄亥俄州的Dolan技術(shù)中心進(jìn)行了物理裝置的測試。[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、儲能裝置及控制裝置等結(jié)合，形成一個對大電網(wǎng)來說單一可控的單元，同時向用戶供給能量，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、光伏電池以及超級電容、飛輪、蓄電池等儲能裝置。因此，在分布式發(fā)電接入和切出電網(wǎng)過程中，都會對電網(wǎng)產(chǎn)生注入電壓閃變，電壓波動，頻率偏移等負(fù)面影響，所以電力系統(tǒng)經(jīng)常采用隔離限制的方式對分布式發(fā)電的并網(wǎng)運(yùn)行。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。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(kuò)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。 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 ............................................20 LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計 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)變化對濾波性能的影響 24 濾波器參數(shù)設(shè)計的約束條件 25 濾波器參數(shù)的設(shè)計步驟 26 26 基于無源阻尼的單電流環(huán)控制方案的設(shè)計 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....................29 基于雙環(huán)控制電容電流內(nèi)環(huán)控制器的設(shè)計 294. 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計及仿真驗證 ................................................30 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計 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.......。最后，在詳細(xì)闡述各元件的取值原則與計算步驟的基礎(chǔ)上，給出了設(shè)計實例，并對所設(shè)計的逆變器進(jìn)行了仿真驗證，結(jié)果表明，根據(jù)該方案設(shè)計的控制器參數(shù)能夠使三相并網(wǎng)逆變器安全、可靠運(yùn)行且具有較快的動態(tài)響應(yīng)速度。文章首先對PWM 逆變器的工作原理做了詳細(xì)的介紹，并對基于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。如何獲得高質(zhì)量的電流成為研究的焦點(diǎn)。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。隨著這些新能源發(fā)電系統(tǒng)的日益推廣，逆變器的使用也越來越多。 由于對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)動態(tài)性能，降低成本，在中大功率應(yīng)用場合，其優(yōu)勢更為明顯。其次，文章討論了LCL 濾波器的參數(shù)設(shè)計方法，給出了系統(tǒng)LCL 濾波器參數(shù)的設(shè)計步驟。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。..................................37結(jié)論 .....................................................................42參考文獻(xiàn) .................................................................43致謝 .....................................................................44附錄 英文翻譯 ...........................................................451. 英文文獻(xiàn)原文 452. 英文文獻(xiàn)翻譯 65 30 1. 緒論隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力需求迅速增長，電力部門大多把投資集中在火電，水電以及核電等大型集中電源和超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)的建設(shè)上，但是，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，超大規(guī)模電力系統(tǒng)的弊端也日益凸現(xiàn)，成本高，運(yùn)行難度大，難以適應(yīng)用戶越來越高的安全和可靠要求以及多樣化的供電需求。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。但是分布式電源也尤其自身的弊端，如并網(wǎng)時單機(jī)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(shè)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。由多個分布式發(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)的一個整體