【摘 要】
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LCL型逆变器是光伏并网发电系统中的关键设备，逆变器稳定是设备接入电网的重要前提条件，而稳定性研究主要包括逆变器系统自身稳定性及与电网交互稳定性两个方面。本文首先研究
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LCL型逆变器是光伏并网发电系统中的关键设备，逆变器稳定是设备接入电网的重要前提条件，而稳定性研究主要包括逆变器系统自身稳定性及与电网交互稳定性两个方面。本文首先研究数字控制延时对LCL型并网逆变器自身稳定性的影响，进一步研究LCL并网逆变器与弱电网交互的稳定性，并分别给出对应的补偿与改进控制策略。 本文针对LCL滤波器电容电流有源阻尼负反馈的并网逆变器为研究对象，建立考虑数字控制延时的s域与z域数学模型。归纳总结控制频率与系统固有谐振频率匹配区间的划分，分析数字控制延时特性对逆变器稳定性的影响。提出PWM即时加载结合电容电流一阶高通负反馈补偿环节的控制方法(PWM即时加载+HPF)，以补偿有源阻尼环路谐振频率段的延时，该补偿控制策略提高了并网逆变系统控制频率与LCL谐振频率的兼容性，以始终维持系统最小相位属性，即减小了控制延时对系统稳定性的影响。 弱电网条件下入网电流闭环控制与传统的比例前馈控制存在耦合，两者优化电流方向不一致，即弱电网降低了并网逆变器传统控制策略的稳定性。本文首先建立弱电网情况下的系统模型，明晰常见比例前馈控制策略引起系统相角裕度降低的机理，进而提出谐振前馈控制思想，以降低电网阻抗在谐振频率段的幅值响应，提高系统开环传函的稳定裕度，并减小入网电流稳态误差。进一步提出将谐振前馈环节与电流谐波控制器相结合的控制方案，在单相下提出PI-HR-FR与OR-HR-FR两种控制策略，以兼顾减小入网电流稳态误差与提高对弱电网感抗及其低次背景谐波的适应性。 对于三相并网系统，本文首先简要分析了二极管箝位型三电平逆变器拓扑的调制与均压策略，进一步分别在dq旋转坐标系与静止坐标系下建立了三相LCL型并网逆变器的低频数学模型，在弱电网条件下，分析三相LCL型并网系统在传统dq旋转坐标系与静止坐标系下的稳定性；分别给出dq旋转坐标系下的改进一控制方案与静止坐标系下改进二的控制方案；得出改进二(谐振前馈控制策略在三相下的实现)控制方案具有相对简洁与实用的结论。在实验室研制了一台15kW三电平并网逆变器样机，验证提出控制策略的有效性。
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