基于LCL滤波的并网逆变器的设计.doc

1、本科毕业设计（论文）基于 LCL 滤波的并网逆变器的设计*燕 山 大 学里仁学院2016 年 6 月 本科毕业设计（论文）基于 LCL 滤波的并网逆变器的设计学 院：燕山大学里仁学院 专 业： 应用电子技术 学生 姓名： 黄* 学 号： * 指导 教师： * 答辩 日期： 2016 年 6 月 19日 燕山大学里仁学院毕业设计（论文）任务书学院： 电气工程学院 系级教学单位：电气工程及其自动化系 学号 *学生姓名 黄*专 业班 级 12 应电-5题目名称 基于 LCL 滤波的并网逆变器的设计题目性质1.理工类：工程设计 （ ） ；工程技术实验研究型（ ） ；理论研究型（ ） ；计算机软件型（

2、） ；综合型（ ）2.文管理类（ ） ；3.外语类（ ） ；4.艺术类（ ）题目类型 1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）题目题目来源 科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ） 主要内容查阅资料，了解三相并网逆变器的原理及数学模型并网控制策略的研究分析 LCL 滤波器在电路中的应用并与单 L、LC 滤波器进行对比系统仿真研究完成毕业设计论文一篇系统图折合 A0 一张基本要求直流侧电压为 Udc=800V有功功率为 8000w总谐波畸变率 THD5%单位功率因数并网在设计解决方案中要针对社会、健康、安全、法律、环境及可持续发展的问题进行论证,给出具体的分析和评价参考资料LCL 滤波器的三相光伏

3、逆变器双环控制策略 刘飞 殷进军 周彦 段善旭Vo1.42,No.9 电力电子技术 2008 年 9 月PWM 整流器及其控制 张兴 张嵩巍 机械工业出版社自查相关中、英文文献周 次 第 1 4 周 第 5 8 周 第 9 12 周 第 13 16 周 第 17 18 周应完成的内容查阅资料 原理分析及参数设计仿真及方案调整仿真、撰写论文论文撰写、答辩指导教师：*职称： 教授 15 年 12 月 30 日系级教学单位审批：*年 月 日摘要I摘要随着光伏发电系统的日益推广，并网逆变器成为光伏并网发电的一个必不可少的环节。如何提高系统动态性能、降低成本以及对其控制系统的研究成为该领域的焦点。本文首

4、先对逆变器的数学模型进行了分析，分别建立了三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的三相并网逆变器数学模型。其次，对 L、LC 和 LCL 型滤波器各自的特点及性能进行了对比，采用 LCL 型滤波器进行滤波，分析了参数设计方法，给出了系统 LCL 滤波器参数的设计步骤。对三相逆变器并网控制方案进行了设计，采用有源或无源阻尼控制方案能够降低谐振峰，提高系统稳定性。采用锁相环以及电流双环满足了并网控制要求。最后，在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上，给出了各环节参数，进行了系统仿真验证，结果表明，根据该方案设计的控制器参数能够使三相并网逆变器安全、可靠运行且具有较快的动态响应速度。

5、关键词：三相并网逆变器; LCL 滤波器; 锁相环; 有源阻尼 燕山大学本科生毕业设计（论文）IIAbstractWith the increasing promotion of photovoltaic power generation systems, grid inverter become an indispensable link of photovoltaic (pv) grid power generation. How to improve the system dynamic performance, reduce costs and the research of its

6、control system becomes the focus of the field.This article first analyses the mathematical model of the inverter, respectively established the three-phase static coordinate system, two-phase static coordinate system and two-phase rotating coordinate system of three-phase grid inverter mathematical m

7、odel.Secondly, the type of L, LC and LCL filter characteristics and performance are compared, the LCL filter for filtering, parameter design method are analyzed, the design steps of LCL filter system parameters is given.The design scheme of three-phase inverter grid control, adopt active or passive

8、damping control scheme can reduce the resonance peak, improve the system stability.Using phase-locked loop and current loop meet the requirement of grid control.Finally, each component in detail the principles and calculation steps of the value based on the design example is given, and the design of

9、 the LCL filter simulation results show that, according to the design of the controller parameters can make three-phase inverter with safe, reliable operation and has a fast dynamic response speed.Keywords： three-phase grid-connected inverter; LCL filter; phase-locked loop; active damping III目 录摘要 .

10、IAbstract.II第 1 章 绪论 .11.1 光伏发电的背景及意义 .11.2 世界及我国的光伏发电产业 .11.2.1 国外光伏发电的现状 .11.2.2 我国太阳能光伏发电的现状 .21.3 基于 LCL 滤波的 PWM 逆变器的控制策略 .21.4 本课题研究的主要内容 .4第 2 章 三相并网逆变器的原理及数学模型 .52.1 谐波的定义及危害 .52.2 逆变器的工作原理 .52.3 并网逆变器滤波器形式 .62.4 基于 LCL 滤波器的三相并网逆变器数学模型 .72.5 本章小结 .11第 3 章 LCL 滤波器的研究分析 .123.1 LCL 滤波器的谐波抑制方法 .1

11、23.2 LCL 滤波器性能指标 .123.2.1 逆变器侧电感纹波电流抑制 .123.2.2 电网侧电感和滤波电容高频抑制 .123.2.3 系统双端电感比例的影响 .133.2.4 电网电感的影响 .133.3 输出滤波器 LCL 的设计 .133.3.1 LCL 型滤波器的原理 .143.3.2 LCL 滤波器参数的设计 .153.3.3 LCL 滤波器高频滤波性能 .163.4 LCL 滤波器参数设计的约束条件 .173.5 LCL 滤波器参数计算 .173.6 本章小结 .18第 4 章 并网逆变器控制方法的研究 .194.1 三相并网逆变器系统控制框图 .194.2 逆变器的输出电

12、流控制策略 .20IV4.3 锁相环节的工作原理 .224.4 基于无源阻尼的单电流环控制方案的设计 .254.5 双闭环控制系统的设计 .264.5.1 网侧电感电流外环控制器的设计 .264.5.2 电容电流内环控制器的设计 .274.6 本章小结 .28第 5 章 系统参数设计及仿真验证 .295.1 系统参数计算 .295.2 仿真验证 .305.2.1 基于无源阻尼的单环控制仿真电路 .305.2.2 基于有源阻尼的双环控制仿真电路 .335.3 本章小结 .37结论 .38参考文献 .39致谢 .41附录 1 开题报告 .42附录 2 中期报告 .55附录 3 英文翻译 .69附录 4 英文文献原文 .79