[發明專利]一種LCL型逆變器的魯棒延時補償并網控制方法

有效

• 申請號: 201510480982.3
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN105244919B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 陳燕東;楊苓;羅安;周樂明;陳智勇;周小平;伍文華;懷坤山
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40
• 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,王娟

1.一種LCL型逆變器的魯棒延時補償并網控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在每個采樣周期的起始點，DSP控制器啟動A/D轉換器，對光伏電壓u_pv、光伏電流i_pv、直流側電壓u_dc、電容電流i_c1、電網電壓u_s、并網電流i_s分別進行采樣，所有采樣數據經A/D轉換器轉換后，通過并行接口送給DSP控制器進行處理；

2)DSP控制器根據光伏電壓u_pv和光伏電流i_pv的瞬時值進行最大功率點跟蹤，并計算出每個采樣周期的有功功率P_pv，同時，DSP控制器利用傅里葉算法DFT計算出每個電網周期內的電網電壓有效值U_s；

3)將直流側參考電壓和直流側電壓u_dc的差值e作為PI控制器的輸入，PI控制器的輸出通過限幅后，獲得直流側穩壓環節的電流幅值指令I_dr^*，其中，PI控制的傳遞函數G_U(s)表達式為：G_U(s)＝k_Ups+k_Ui/s，k_Up是PI控制器的比例系數，其取值范圍為0.1≤k_Up≤20；k_Ui是PI控制器的積分系數，其取值范圍為0.001≤k_Ui≤0.1；s＝jω，j是虛部單位符號，ω為電網角頻率；

4)計算前饋電流幅值指令I_pr^*，其計算公式為：I_pr^*＝k_pvu_pvi_pv/U_s，其中，k_pv為功率前饋比例系數，其取值范圍為1.27≤k_pv≤1.34；

5)將電流幅值指令I_dr^*和前饋電流幅值指令I_pr^*相加合成內環電流幅值指令I_ref^*，將電網電壓同步信號sinωt與I_ref^*相乘，得到該采樣周期內與電網電壓同步的并網電流瞬時值指令

6)將并網電流i_s與并網電流反饋系數H₂(s)相乘，其中，H₂(s)取值范圍為0.1<H₂(s)<0.2，再將并網電流瞬時值指令與相乘后得到的值相減，得到差值e₁，將差值e₁與PI控制的傳遞函數G_I(s)相乘，將得到的值與G_d(s)相乘得到G_d(s)的輸出值u_r；其中，G_d(s)的表達式為：PI控制的傳遞函數G_I(s)表達式為：G_I(s)＝k_Ips+k_Ii/s；k_Ip是PI控制器的比例系數，其取值范圍為0.5≤k_Ip≤5；k_Ii是PI控制器的積分系數，其取值范圍為0.005≤k_Ii≤0.05；

7)將電容電流i_c1與電容電流反饋系數H₁(s)相乘得到電容電流反饋信號u_ic1；其中，H₁(s)＝K_L*L₁，K_L是電容電流反饋系數的比例系數，其取值范圍為40<K_L<137，L₁是LCL濾波器的電感；

8)將G_d(s)的輸出值u_r與電容電流反饋信號u_ic1相減得到調制信號u_m；

9)將調制信號u_m與采樣頻率1/T_s相乘，其中，T_s是采樣周期，與采樣頻率1/T_s相乘之后得到的值與零極點延時補償傳遞函數C(s)相乘，最后得到的值與零階保持器的傳遞函數G_h(s)相乘，得到SPWM調制波信號D；其中，G_h(s)的表達式為：

Gh(s)=1-e-sTss≈Tse-0.5sTs;]]>

零極點延時補償傳遞函數C(s)表達式為：

10)對SPWM調制波信號D和三角載波進行雙極性調制，得到逆變電路開關管的占空比信號，經LCL型單相并網逆變器的驅動保護電路，控制逆變電路開關管的開通與關斷。

2.根據權利要求1所述的LCL型逆變器的魯棒延時補償并網控制方法，其特征在于，調制信號u_m的具體調制過程是：在三角載波的波谷第k時刻采樣并網電流i_s，并按步驟6)計算出第k時刻的u_r(k)；在三角載波的波峰第k+0.5時刻采樣電容電流i_C1，并按步驟7)計算出第k+0.5時刻的u_ic1(k+0.5)；在下一個并網電流i_s采樣第k+1時刻，計算并裝載調制信號u_m(k+1)到DSP控制器，u_m(k+1)的計算公式為：u_m(k+1)＝u_r(k)-u_iC1(k+0.5)；其中，k是采樣時刻序列號。