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基于ltcl滤波器的并网逆变器自抗扰控制技术研究

基于LTCL滤波器的并网逆变器自抗扰控制技术研究

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作者：刘子栋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

新能源发电具有清洁、绿色、可持续等优点,符合国家发展的战略方向。而新能源的代表如风能、太阳能等,其分布特性决定了新能源发电很难采用集中发电的方式。此外,虽然大电网供电仍是当前最主要的供电方式,但随着社会对于能源供电的可靠... 详细信息

新能源发电具有清洁、绿色、可持续等优点,符合国家发展的战略方向。而新能源的代表如风能、太阳能等,其分布特性决定了新能源发电很难采用集中发电的方式。此外,虽然大电网供电仍是当前最主要的供电方式,但随着社会对于能源供电的可靠性要求越来越高,分布式发电系统以其分散、灵活的特性,作为大电网的合理补充得到了日渐增长的重视。并网逆变器是两者之间成功结合的关键部分,其关乎入网电流的电能质量,在电网电压畸变以及弱电网等情况下的鲁棒性也得到了越来越多关注。本文针对基于ltcl滤波器的并网逆变器系统,对滤波器的固有谐振以及器件参数漂移进行补偿抑制,分析后对其进行等效化简以达成降阶,采用线性自抗扰控制方法以及前置滤波器的锁相环,确保系统的鲁棒性。入网滤波器是保证电能质量不可或缺的部分,而考虑到资源开采导致铜价不断提升,为了在保证滤波效果的同时提高性价比,本文采用更高阶的ltcl滤波器。但其在加强了性能的同时,LC支路的插入无疑会导致谐振问题更加严重,本文在考虑实际中参数误差的情况下,对其进行了详细设计,采用无源阻尼的方法达成了对谐振的抑制。针对系统阶数过高导致控制参数设计复杂的问题,通过对各高阶滤波器进行分析后发现,串联谐振并不会增加额外的控制难度,对比传递函数伯德图后,可将ltcl滤波器等效化简降阶。之后在dq坐标系下进行了并网逆变器系统模型的建立,且对其耦合现象进行了分析讨论。通过线性自抗扰控制器对网侧电流进行控制。与传统控制方法相比,ADRC最大的优势就是其摆脱了对精确模型的强制要求,在对其进行线性化后,采用更加简便的参数整定方法,在综合考虑延迟环节对于观测器带宽的限制的条件下,选取综合性能最理想的一组参数。采用前置滤波器的DDSRF-PLL锁相环,保证了在电网电压突变以及弱电网导致的低频谐波状态下,锁相环能够准确锁定电网电压的相位。之后在仿真环境下,验证了系统整体的鲁棒性,通过与传统PI控制的对比,确立了LADRC的优势,能够达到理想的控制效果。

关键词：分布式发电并网逆变器 ltcl滤波器线性自抗扰控制 DDSRF-PLL锁相环

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