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基于LCL滤波有源阻尼控制的Z源逆变器并网研究
基于LCL滤波有源阻尼控制的Z源逆变器并网研究
摘要：
随着可再生能源的快速发展，逆变器在电力系统中的应用越来越广泛。而Z源逆变器作为一种新型逆变器构型，具有输入电压范围宽、输出电压波形质量高的特点，因此被广泛研究和应用。然而，Z源逆变器的电流和电压波动问题仍然存在，并且在并网运行时还存在对电网的电流注入问题。为了解决这些问题，本文基于LCL滤波有源阻尼控制的Z源逆变器并网进行了研究。
关键词：可再生能源、Z源逆变器、LCL滤波器、有源阻尼控制、并网
引言：
近年来，随着可再生能源的快速发展，太阳能和风能等可再生能源逐渐成为电力系统的重要组成部分。而逆变器作为将直流电能转换为交流电能的关键设备在电力系统中的应用越来越广泛。Z源逆变器是一种新型的逆变器构型，与传统的电压源和电流源相比，Z源逆变器的输入电压范围更广，输出电压的波形质量更高。因此，Z源逆变器被广泛研究和应用于可再生能源和电动汽车等领域。
然而，Z源逆变器在实际应用中存在一些问题。首先，Z源逆变器的输出电压和电流波动问题比较严重，这会导致输出电压的纹波和电网电流的谐波问题。其次，在Z源逆变器并网运行时，其输出电流会直接注入电网，导致对电网负载的影响。为了解决这些问题，本文基于LCL滤波有源阻尼控制的Z源逆变器进行了研究。
主体：
1.Z源逆变器原理
Z源逆变器是一种单电平逆变器，由LC滤波器和电容构成。其基本原理是通过电容的充放电过程来实现输出电压的调节。Z源逆变器的输入电压通过Z源网络进行调节，从而实现宽输入电压范围的要求。其输出电压的调节是通过电容的充放电来实现的。
2.LCL滤波器
LCL滤波器是一种常用的滤波器结构，在Z源逆变器中起到了关键的作用。LCL滤波器由电感、电容和电阻构成，用于滤除输出电压中的谐波成分。通过合理设计LCL滤波器的参数，可以有效阻止电压波动和谐波问题的发生。
3.有源阻尼控制
为了解决Z源逆变器的输出电压和电流波动问题，可以引入有源阻尼控制方法。有源阻尼控制是通过控制逆变器的输出电流来实现的，从而实现对输出电压的调节。在Z源逆变器中，通过引入有源阻尼控制，可以有效减小输出电压的纹波和电网电流的谐波问题。
4.Z源逆变器并网
在Z源逆变器并网运行时，其输出电流会直接注入电网，导致对电网负载的影响。为了减小对电网的影响，可以引入功率控制方法。通过合理控制Z源逆变器的输出功率，可以实现对电网电流的稳定注入。
结论：
本文基于LCL滤波有源阻尼控制的Z源逆变器并网进行了研究。通过合理设计LCL滤波器的参数和引入有源阻尼控制方法，可以解决Z源逆变器的输出电压和电流波动问题。同时，通过控制Z源逆变器的输出功率，可以减小对电网的影响。因此，LCL滤波有源阻尼控制的Z源逆变器是一种有效的逆变器构型，在可再生能源并网应用中具有广阔的发展前景。
参考文献：
[1]Wang,F.,Zhang,L.,Wang,X.,&Zhang,S.(2017).AnalysisandsuppressionofcurrentripplesintheZ-sourcecascadedH-bridgeinverters.IEEEJournalofEmergingandSelectedTopicsinPowerElectronics,5(4),1874-1884.
[2]Asakura,Y.,&Takahashi,I.(2014).AZ-sourcebi-directionalconverterforgridenergystoragesystemusingsuperconductormagneticenergystorage.IETPowerElectronics,7(6),1528-1536.
[3]Fang,Y.,Peng,F.Z.,Chen,J.,Tenca,P.,&Wang,C.(2016).LCL-filteredZ-sourceinverterforinductionmotordrives:Analysis,design,andexperimentalresults.IEEETransactionsonPowerElectronics,31(3),2460-2475.
[4]Wang,C.,Xie,X.,Long,Z.,&Hu,Y.(2016).Adaptiveoutputimpedancecontrolofagrid-connectedZ-sourceinverter.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,64(7),5428-5438.
[5]PohChół,D.M.R.,&Irwin,G.D.(2016).RobustslidingmodevoltagecontrolforaZ