文 献 综 述
1引言
随着时代发展和科技进步,人类对于能源的需求越来越大。但一方面,传统化石能源被长期使用后,全球储量已经越来越少,2004年英国曾发布一篇报道,按目前全球的平均开采速度,石油的储量还能支撑人类开采40多年,天然气和煤炭分别还能坚持67年和164年;另一方面化石能源的燃烧排放等对环境造成了极大的污染,尤其是二氧化碳的排放,温室效应等已经让全人类感到危机。所以人们已经着眼于大力发展风能、水能、太阳能等清洁、高效、可再生的新能源。新能源的发展,是未来能源的重要支柱,也唯有发展好新能源,社会经济才能长期持久的发展下去。
新能源的种类繁多,但大多数最终都会转化为电能的形式供人们使用。以光电为例,这种随环境、时间等因素影响的发电系统被称为分布式发电系统。用光伏板吸收太阳能并转化为电能,再使用电力电子装置实现逆变、交-交变频等一系列操作,将得到的光电转变为与电网同频率同相位的电能汇入电网。在这过程中,电力电子装置直接决定着所得电能的质量,而并网逆变器又在整个电力电子装置中起着至关重要的作用。现在的并网技术一般是由并网逆变器配合PWM技术实现,虽然这样得到了想要的电压,但逆变器的输出电流中却含有对电网危害极大的高次谐波。如果不对其加以处理将会对电网形成冲击,导致电网电压畸变,造成电网污染。所以,我们需要对并网逆变器的输出电流进行控制,从而得到符合电网质量要求的电能。为了抑制并网逆变器输出电流中的高次谐波,通常在逆变器的输出端加上一个滤波器,以期得到理想电压电流。
2 国内外研究情况
2.1国内外电流控制方法研究现状
最开始使用滤波器的是单L滤波器,这对一般谐波有较好的抑制作用,但对于大功率并网逆变器而言,想要得到同样的抑制效果,电感L的值就需要特别大,这样不仅导致整个装置的体型增大,而且成本也要高得多,同时还会影响整个系统的动态响应能力。跟以往的单L型滤波器比较来说,LCL滤波器增加了一个滤波电感和一条电容支路,成本变化不大,但却有体积小,质量轻,高频谐波抑制强等特点,所以,LCL型滤波器得到广泛的关注和投入到使用。三相LCL并网逆变器结构如下图1:
LCL滤波器是三阶系统,在谐振频率处会产生一个很大的过冲,为了避免谐振附近的谐波幅值放大,增大并网电流高次谐波的含量,必须采取控制抑制。国内外对并网逆变器控制主要分三类:电流控制、直接功率控制和模拟同步电机控制。本文主要研究电流控制方法。LCL并网逆变器的电流控制方法有逆变器侧间接电流控制方法和直接电流控制方法。而对于并网逆变器LCL滤波器的高阶谐振问题,主要采用无源阻尼控制和有源阻尼控制两种方案解决。
无源阻尼控制分为滤波器电感支路串联电阻、滤波器电感支路并联电阻、滤波器电容串联电阻和滤波器电容并联电阻。无源阻尼控制结构简单,不需要添加额外的控制环节,但会加大整个系统的功率损耗。
