[發(fā)明專利]一種提高LCL型并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性的輸出阻抗校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710086350.8
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107070270B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜燕;崔林波;楊向真;蘇建徽
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02J3/38
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

1.一種提高LCL型并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性的輸出阻抗校正方法，其特征是：在含有源阻尼的LCL型并網(wǎng)逆變器中，加入基于并網(wǎng)電流的相位補(bǔ)償器，構(gòu)建串聯(lián)的虛擬阻抗，用于校正逆變器輸出阻抗的阻抗角，通過提高弱電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器的相角裕度，改善逆變器并網(wǎng)電流波形質(zhì)量，提高弱電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)穩(wěn)定性；所述方法是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1：將并網(wǎng)點(diǎn)電壓采樣信號u_{pcc_s}、并網(wǎng)電流采樣信號i_{g_s}和電容電流采樣信號i_{c_s}通過電流控制器，得到輸出信號u_i1＝(i_ref-i_{g_s})(K_p+K_i/s)-i_{c_s}；

所述電容電流采樣信號i_{c_s}是指構(gòu)成LCL濾波器中的濾波電容C的電流采樣信號；i_ref是并網(wǎng)電流的指令信號，其中i_ref的幅值為設(shè)定值，i_ref的相位由并網(wǎng)點(diǎn)電壓采樣信號u_{pcc_s}通過鎖相環(huán)獲得；K_p為并網(wǎng)電流調(diào)節(jié)器G_i(s)的比例系數(shù)，K_i為并網(wǎng)電流調(diào)節(jié)器G_i(s)的積分系數(shù)，s為復(fù)頻域變量；

步驟2：將并網(wǎng)電流采樣信號i_{g_s}通過相位補(bǔ)償器G_fc(s)，得到輸出信號為u_i2；

所述相位補(bǔ)償器G_fc(s)的表達(dá)為：

式(1)中，K為相位補(bǔ)償器G_fc(s)的增益，p為極點(diǎn)角頻率，z為零點(diǎn)角頻率；所述增益K、極點(diǎn)角頻率p和零點(diǎn)角頻率z的參數(shù)值由下述條件決定：

(1)、增益K的取值由高頻抗擾性能決定，如式(2)所表達(dá)：

|G_fc(s)|_max＝K≤K_max (2)

式(2)中，|G_fc(s)|_max為相位補(bǔ)償器G_fc(s)的最大模值，K_max為K的最大取值，為了提高G_fc(s)的高頻抗擾性能，取K_max為1；

(2)、極點(diǎn)角頻率p不小于其最小值p_min，p_min如式(3)所表達(dá)：

p_min＝max{p_cmin,p_omin} (3)

式(3)中，p_cmin是由電流跟蹤截止頻率確定的最小p值，p_omin是由逆變器本體穩(wěn)定性確定的最小p值；

p_cmin由式(4)獲得：

式(4)中：

由LCL并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)設(shè)定的各參數(shù)分別是：LCL濾波器中逆變器側(cè)電感L₁和網(wǎng)側(cè)電感L₂，由開關(guān)管構(gòu)成的逆變橋的逆變橋增益G_inv，并網(wǎng)電流采樣系數(shù)K_i2，并網(wǎng)電流調(diào)節(jié)器G_i(s)的比例系數(shù)K_p，以及并網(wǎng)電流調(diào)節(jié)器G_i(s)的積分系數(shù)K_i；

ω_c為期望的逆變器電流跟蹤的截止角頻率；

p_omin由式(5)獲得：

式(5)中：

LCL濾波器中的電容C，以及濾波電容的電流采樣系數(shù)K_i1為LCL并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)；

PM_os為期望的Z_os/Z_o的相角裕度；

ω_os為虛擬的串聯(lián)阻抗Z_os和逆變器輸出阻抗Z_o的交點(diǎn)角頻率,ω_os由式(6)獲得：

式(6)中，j為虛數(shù)單位；

在G_fc(s)中用jω_os替換s算子得到G_fc(jω_os)；

在G_i(s)中用jω_os替換s算子得到G_i(jω_os)；

(3)、零點(diǎn)角頻率z不大于其最大值z_max，z_max由式(7)獲得：

式(7)中，ω₀為電流基波角頻率；GM為期望電流基波增益；

(4)、零點(diǎn)角頻率z不小于其最小值z_min，z_min由式(8)獲得：

式(8)中：

Z_g根據(jù)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定；

PM為期望的阻抗比Z_g/Z_o的相角裕度；

ω_g為逆變器輸出阻抗Z_o和電網(wǎng)阻抗Z_g的交點(diǎn)角頻率，ω_g由式(9)獲得：

式(9)中，j為虛數(shù)單位，G_i(jω_g)是在G_i(s)中用jω_g替換s算子獲得；

(5)、極點(diǎn)角頻率p不大于其最大值p_max，p_max由式(10)獲得：

步驟3:調(diào)制信號V_m為：V_m＝u_i1-u_i2，將所述調(diào)制信號V_m輸入到SPWM生成器，產(chǎn)生PWM信號控制逆變器的開關(guān)管。