LCL滤波型风电并网变流器的解耦控制策略有效性研究

本文主要探讨了LCL滤波型风电并网变流器在电力系统中的关键应用。LCL滤波器是一种在风电并网变流器中常见的拓扑结构，它结合了较低的滤波电感和电容，用于减少交流电网中的谐波，提高电力质量，同时保持变流器与电网的稳定连接。 文章首先详细阐述了LCL滤波型风电并网变流器的主电路拓扑结构，这种结构通常包含电压源逆变器、电感和电容，以及相应的开关元件。它的工作原理是通过逆变器将直流电转换为可调频的交流电，通过LCL滤波器后，再注入到电网中，以满足电网对于电压和频率的要求。 数学模型是理解和设计这类变流器的关键，文中介绍了如何建立基于电力电子学原理的数学模型，包括电感电流、电容电压和逆变器开关状态的精确关系。通过这些模型，工程师可以预测系统的动态行为，并优化控制策略。 文章的核心贡献在于提出了一种新颖的控制策略，即采用电网电流反馈闭环控制来实现有功和无功功率的解耦。传统的控制方法往往难以同时精确控制这两种功率，而这种方法通过实时监测电网电流，能够独立调整有功和无功功率，从而提升系统的动态响应能力和能效。 为了验证这一策略的有效性，作者利用MATLAB(R2010a)软件工具搭建了详细的系统仿真模型。通过仿真，研究者可以预见到在各种工况下的性能，包括稳态和动态响应，以及在不同负载条件下的行为。实验结果显示，该控制策略显著提高了LCL滤波型风电并网变流器的控制精度和稳定性，证明了其在实际应用中的可行性。 本文不仅深入解析了LCL滤波型风电并网变流器的结构和工作原理，还提供了实用的控制策略和仿真验证方法，对于提升风电并网的电能质量和效率具有重要的理论价值和工程指导意义。在未来的设计和优化工作中，这种控制策略有望成为风电并网变流器领域的主流实践。