文档介绍：中图分类号:TM343 论文编号:1028703 13-S101
学科分类号:080804

硕士学位论文

分布式电网用有源滤波型
并网逆变器的研究

研究生姓名王力
学科、专业电机与电器
研究方向功率变换技术
指导教师黄文新教授

南京航空航天大学
研究生院自动化学院
二О一三年三月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Automation Engineering

Research on Grid-connected Inverter with
pensation for
Distributed Power System

A Thesis in

Electrical Engineering

by

Wang Li

Advised by

Professor Huang Wenxin

Submitted in Partial Fulfillment

Of the Requirements

for the Degree of

Master of Engineering

March, 2013
承诺书

本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进
行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,
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涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标
明。
本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许
论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库
进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)

作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着人类社会的不断发展,对电力的需求也在不断增加。一方面,要求绿色能源代替传统
化石能源以应对能源危机和环境污染;另一方面,则要求建设坚强可靠的智能电网以满足人类
生产生活需要。为此,以新能源发电为基础建立起来的分布式电网系统受到了越来越多的重视。
受技术条件和建设条件的限制,分布式电网在建设中不可避免的遇到电能质量的问题。其中一
个重要问题便是谐波对大电网的污染。谐波会导致能量流失,甚至设备发热损坏,为此,亟需
解决分布式电网建设中的谐波污染问题。
在此背景下,本文结合分布式电网结构特点,联系谐波治理设备——有源电力滤波器与分
布式电网中必备的并网逆变器之间的异同点,研究了一种分布式电网用有源滤波型并网逆变器,
将并联型有源电力滤波器功能结合到并网逆变器中,使逆变器在并网逆变供电的同时,利用富
余容量对母线上的负载谐波进行补偿,在不增加系统成本的基础上,有效的消除了分布式母线
谐波对大电网的影响。
本文以该新型并网逆变器为研究对象,从理论上深入分析了分布式系统下并网逆变器的模
型,提出了一种基于电网电压综合矢量定向,有功和无功解耦的统一控制策略。该控制策略在
实现正常并网逆变的同时,对负载侧谐波电流能够进行有效抑制,从而保证了电网侧电流质量。
通过 Matlab/Simulink 建模仿真,验证了系统及其控制策略的正确有效性。基于理论和仿真结果,
搭建了 30kW 新型逆变器的实验平台,并设计了 DSP 程序进行实现,实验结果表明,新型逆变
器能够输出正弦度较高的并网逆变电流,同时对非线性负载和不平衡负载所引入的谐波也能进
行有效的补偿,有效保证了网侧电能品质,达到了设计目标。
同时由实验发现,系统的补偿性能还有待提高。为此,对原本采用单 L 滤波器的逆变器进
行了 LCL 滤波器优化设计。文章对采用 LCL 滤波器的新型逆变器进行了建模,分析了滤波性
能影响因素,并给出了参数设计方法。通过 Matlab/Simulink 建模仿真,证明了优化设计 LCL
滤波器后的系统性能的确有所提升,验证了设计思路。

关键词:分布式电网,并网逆变器,有源电力滤波器,谐波补偿,统一控制策略,LCL 滤波器

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分布式电网用有源滤波型并网逆变器的研究
ABSTRACT