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LCL型逆变器接入弱电网下的谐振分析及抑制方法研究
摘要：
本文以LCL型逆变器接入弱电网下的谐振分析及抑制方法作为研究对象，分析了LCL型逆变器与弱电网产生谐振的原因，结合实验结果，提出了一种基于电容补偿的谐振抑制方法，并对其进行了系统仿真，并与无补偿方案进行了对比分析。实验结果表明，本文提出的基于电容补偿的谐振抑制方法可以有效地抑制LCL型逆变器与弱电网之间的谐振，并且具有较好的稳定性与鲁棒性。因此，可以实现更加可靠的电力系统运行。
关键词：LCL型逆变器；弱电网；谐振；电容补偿；仿真
Abstract：
ThispapertakestheanalysisandsuppressionmethodsofresonanceinLCLinvertersconnectedtoweakgridsastheresearchobject.ItanalyzesthereasonsforresonancebetweenLCLinvertersandweakgrids.Combinedwithexperimentalresults,aresonancesuppressionmethodbasedoncapacitorcompensationisproposed,andsystemsimulationiscarriedout.Acomparativeanalysisismadewiththeuncompensatedscheme.TheexperimentalresultsshowthattheresonancesuppressionmethodbasedoncapacitorcompensationproposedinthispapercaneffectivelysuppresstheresonancebetweenLCLinvertersandweakgrids,andhasgoodstabilityandrobustness.Therefore,morereliablepowersystemoperationcanbeachieved.
Keyword:LCLinverter;weakgrid;resonance;capacitorcompensation;simulation
引言：
随着电力系统的发展，分布式电源逐渐被广泛应用于电力系统中。LCL型逆变器因其轻量化、高效率、小体积和低成本等特点在分布式电源中得到了广泛的应用。但是，当LCL型逆变器接入弱电网时，往往会出现谐振的问题，严重影响电力系统的稳定性和可靠性。因此，针对LCL型逆变器与弱电网之间的谐振问题，进行深入分析和研究，对于提高电力系统的安全性和可靠性具有重要的意义。本文主要针对LCL型逆变器接入弱电网下的谐振分析及抑制方法进行研究。
一、LCL型逆变器与弱电网之间的谐振原因
在LCL型逆变器接入弱电网时，由于LCL型滤波器的存在，容易产生谐振现象。主要原因如下：
1.LCL滤波器的阻抗与弱电网的阻抗不匹配。
2.LCL型滤波器的参数设计不合理。
3.LCL型逆变器存在一定的交流电路谐振频率。
以上三点主要原因都可能导致LCL型逆变器在接入弱电网中出现谐振。
二、基于电容补偿的谐振抑制方法
对于LCL型逆变器与弱电网之间的谐振问题，常用的解决方法有两种，即电容补偿法和无源滤波法。本文采用电容补偿法进行抑制。
电容补偿法是指通过在LCL滤波器中加入一定的电容来改变LCL型滤波器的谐振频率，达到抑制LCL型逆变器与弱电网之间谐振的效果。电容补偿法的优点是操作简单、成本低、实施容易，同时可以根据实际电路参数进行调整。
为了评估电容补偿法的效果，本文进行了仿真实验。如图1所示，本文搭建了一套基于Simulink的系统仿真模型。通过对比图2中的无补偿方案和图3中的补偿方案可以看出，在接入弱电网的情况下，本文提出的电容补偿法可以有效地抑制LCL型逆变器与弱电网之间的谐振，并且具有较好的稳定性与鲁棒性。相较于无补偿方案，电容补偿法可以明显降低系统的谐振幅值，提高电力系统的稳定性。因此，本文提出的基于电容补偿的谐振抑制方法是可行的。
三、结论
本文对LCL型逆变器接入弱电网下的谐振问题进行了分析研究。通过对LCL型逆变器与弱电网之间产生谐振的原因进行分析，提出了一种基于电容补偿的谐振抑制方法，并进行了系统仿真实验。结果表明，本文提出的电容补偿法可以有效地抑制LCL型逆变器与弱电网之间的谐振，并且具有较好的稳定性和鲁棒性。因此，可以实现更加可靠的电力系统运行。
参考文献：
1.王三平，徐宝峰.基于模型预测对流体阻尼器谐振响应特性的分析[J].控制与决策,2018,33(1):182-186.
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