[發明專利]一種單相LCL型并網逆變器雙環控制方法

有效

• 申請號: 201710182238.4
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106877399B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 楊旭紅;王創典
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種單相LCL型并網逆變器雙環控制方法，包括以下步驟：S1：入網電流實測值與入網電流參考值求差后，經重復模糊RP控制器得到濾波電容電流參考值；S2：濾波電容電流實測值與濾波電容電流參考值求差后，經內環比例控制器得到電流控制值；S3：電流控制值輸入到SPWM模塊，得到四個開關驅動信號，控制單相LCL型并網逆變器中開關器件的關斷和導通；所述內環比例控制器的比例參數K_c與振蕩環節的阻尼比成正比例關系。與現有技術相比，本發明能夠在保證系統穩定的前提下，提高入網電流的波形質量、跟蹤精度和功率因數，同時有利于對橋臂開關管的保護，保證整個逆變器系統安全可靠的運行。

技術領域

本發明涉及逆變器控制領域，尤其是涉及一種單相LCL型并網逆變器雙環控制方法。

背景技術

現代社會隨著經濟發展和能源消耗，傳統的化石能源造成的污染以及其自身的枯竭問題已經不可避免，人類把更多的目光放在可再生能源上。風能和太陽能則是干凈無污染的新能源，蘊含量豐富，為首要之選。而逆變器技術，則是新能源接入電網過程中極其重要的技術之一。

逆變器是微電網并網的關鍵器件，并網逆變器的控制技術也逐漸成為微電網并網的重點。并網逆變器的控制根據控制對象可以大致分為三類：電流控制、電壓控制、模擬同步電機控制，其中常見的是并網逆變器的電流控制。電流控制是指控制入網電流完成對電網電壓同頻同相的跟蹤，同時滿足系統輸出的功率因數cos為1，且使入網電流的諧波畸變應盡量小。因此對逆變器并網系統中的濾波器設計至關重要。與L型、LC型濾波器相比，LCL型濾波器具有體積小、成本小、損耗小的優點，且對高頻諧波電流有較好的衰減作用，同時LCL型濾波器是三階系統因阻尼較小，其引起的諧振問題成為目前研究的熱點。

逆變器電流控制策略常見的有PI控制、PR控制、重復控制、無差拍控制，滯環控制等。PI環節在提高系統快速性的同時也存在相位誤差。PR環節用以消除相位誤差，但是PR控制器參數難以調整，無法自適應調節外界干擾對系統性能的影響。LCL型逆變器系統的復雜性以及傳統電流控制的局限性，因此，研究LCL濾波器下的并網逆變器控制方法具有重要的理論和實際意義。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的LCL型并網逆變器是一個三階多變量系統、入網電流單環控制難以滿足系統的穩定性的缺陷，而提供一種單相LCL型并網逆變器雙環控制方法，該方法能夠在保證系統穩定的前提下，提高入網電流的波形質量、跟蹤精度和功率因數，同時有利于對橋臂開關管的保護，保證整個逆變器系統安全可靠的運行。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種單相LCL型并網逆變器雙環控制方法包括以下步驟：

S1：入網電流實測值與入網電流參考值求差后，經重復模糊RP控制器得到濾波電容電流參考值；

S2：濾波電容電流實測值與濾波電容電流參考值求差后，經內環比例控制器得到電流控制值；

S3：電流控制值輸入到SPWM模塊，得到四個開關驅動信號，控制單相LCL型并網逆變器中開關器件的關斷和導通；

所述內環比例控制器的比例參數K_c與振蕩環節的阻尼比成正比例關系，K_c取值范圍為0.12-0.30。

所述比例參數K_c取值為0.20。

所述重復模糊PR控制器包括重復控制器和模糊PR控制器，所述步驟S1中，入網電流實測值與入網電流參考值的差值e分別經過重復控制器和模糊PR控制器后，對應得到第一電流值和第二電流值，第一電流值和第二電流值相加得到濾波電容電流參考值。

所述重復控制器的傳遞函數G(z)滿足以下公式；