[發明專利]一種單相LCL型并網逆變器諧波阻尼控制方法

有效

• 申請號: 201310549546.8
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103560690A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 羅安;王逸超;金國彬;郭佳才;徐千鳴;賀加貝
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/5387;H02M1/12;H02J3/38
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及并網逆變器控制技術領域,特別是一種單相LCL型并網逆變器諧波阻尼控制方法。

背景技術

近年來，隨著傳統化石能源的不斷衰竭，新能源發電技術越來越受到人們的重視。將新能源發電應用于并網發電系統，實現能源就地消費是利用新能源的有效手段。并網逆變器是并網發電系統的核心器件，一般采用電流控制方式。入網電流的總諧波失真(THD)是衡量并網發電質量的重要指標，IEEE?Std929-2000標準要求總諧波失真小于5%。為了獲得高品質的入網電流質量，并網逆變器輸出側常配置LCL型濾波器，LCL型濾波器相比L型濾波器，需要的電感量小，具有更好的高頻毛刺衰減效果，但LCL型濾波器為三階系統，存在諧振問題。

為了解決LCL濾波器的諧振問題，研究人員提出了多種控制策略，包括無源阻尼法和有源阻尼法，無源阻尼法是在電容支路串聯電阻提高系統阻尼特性，這種方法實現簡單，但會帶來額外的功率損耗問題。有源阻尼法是在不增加系統損耗的前提下，有效增加系統阻尼，抑制系統諧振。包括反饋電容電流或反饋逆變器側電感電流的雙閉環入網電流控制技術、分裂電容法、陷波器校正法等，目前，應用較廣泛的有源阻尼法是反饋電容電流的雙閉環入網電流控制技術。

除了諧振問題，LCL型并網逆變器的另一個問題是對電網背景諧波電壓和來源于指令信號諧波成分的抑制能力有限。雖然采用電網電壓全前饋控制策略可以消除電網背景諧波電壓對逆變器入網電流的影響。但電網電壓的全前饋控制需進行多次微分，過程較復雜，且不能抑制指令信號中諧波成分對入網電流的影響。

單相并網逆變器入網電流指令信號可由直流側電壓PI閉環控制輸出信號乘以電網基波電壓同步信號得到。直流側電壓兩端的紋波波動是入網電流指令信號產生諧波成分的重要原因，盡管增大直流側電容容值可以減小直流側電壓兩端的紋波波動，但會增加投資成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種單相LCL型并網逆變器諧波阻尼控制方法，增強并網逆變器入網電流對諧波擾動的抑制能力，提高并網逆變器入網電流質量。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種單相LCL型并網逆變器諧波阻尼控制方法，該方法為：

1）單相LCL型并網逆變器入網電流指令信號與檢測到的單相LCL型并網逆變器入網電流信號I₂相減，誤差通過基波控制環準比例諧振控制器G_f(s)作用，得到基波控制環輸出信號；其中所述基波控制環準比例諧振控制器G_f(s)的表達式為：

Gf(s)=Kp1+2KI1ωc1ss2+2ωc1s+ω12;]]>

其中，s為復頻域中的復頻率變量；K_P1為基波控制環準比例諧振控制器的比例系數，取值范圍0到10；ω₁表示單相電網的基波角頻率，K_I1為基波頻率處的諧振增益，ω_c1表示基波頻率處的截止頻率；