[發明專利]一種基于PC-QPCI的LCL并網逆變器混合阻尼的實現方法

有效

• 申請號: 201810352259.0
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108667068B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 王曉寰;楊慶收;張瑩;王書光;張純江
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 李合印

一種基于PC?QPCI的LCL并網逆變器混合阻尼的實現方法，其內容包括：構建一臺三相并網逆變器主電路系統；利用DSOGI?PLL得到PCC點三相電壓的相角，并生成參考電流；將并網電感電流、電容電流和PCC點電壓進行坐標變換，并得到αβ坐標系下的主電路模型；將αβ坐標系下的參考電流和αβ坐標變換后的逆變器入網電流進行做差，該誤差作為PC?QPCI的輸入量；將PC?QPCI的輸出電流加上電壓前饋的輸出信號作為內環參考電流，再用內環參考電流減去αβ坐標變換后經過反饋函數的電容電流和電網電流，得到兩個調制信號U_{pwm_α}和U_{pwm_β}，經過坐標變換得到三相調制信號，與三相載波控制信號比較控制三相半橋逆變器功率管的開通和關斷。

技術領域

本發明涉及一種基于PC-QPCI的LCL并網逆變器混合阻尼的實現方法，該方法能夠在提升開環系統相位裕度的同時還能適應電網阻抗變化，實現電流跟蹤和電網背景諧波抑制。

背景技術

目前并網逆變器多采用LCL濾波器與電網連接。LCL濾波器是一個三階模型，對高頻信號具有較強的抑制能力，但是理想的LCL濾波器是無阻尼的，如果在諧振頻率處存在諧波則會引起此處的諧波放大使系統不穩定。目前針對LCL濾波器不穩定性問題大致有兩種解決方案：無源阻尼和有源阻尼。無源阻尼是在LCL上串聯或者并聯電阻達到增加阻尼的效果，這種方法不僅帶來了額外的損耗而且靈活性不好；有源阻尼的方法比較靈活，可以模擬無源阻尼法在LCL上串聯或并聯虛擬阻抗達到增加阻尼的效果，因此得到廣泛關注。但是當電網阻抗變化時，虛擬阻尼也會發生變化，不利于并網逆變器穩定。

同時目前按照控制坐標系可以分為dq旋轉坐標系和αβ靜止坐標系。dq旋轉坐標系受鎖相環影響比較大，而αβ靜止坐標系下的信號屬于交流信號，因此學者們提出了PCI(Proportional complex integral)控制器達到開環基波增益無限大，但相位相比PI也有所降低，不利于系統的穩定性。

為解決上述問題本發明提出了一種基于相位補償準比例復數積分控制器(Phasecompensation-Quasi Proportional complex integral Controller，縮寫為PC-QPCI。)的混合阻尼實現方法，并將其應用于LCL三相并網逆變器系統中，該方法不僅可以提升開環系統相位裕度而且還可以適應電網阻抗的變化。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于PC-QPCI的LCL并網逆變器混合阻尼的實現方法，該方法能夠在不影響開環基波和諧波增益的前提下，整體提高開環傳遞函數的相位和適應電網阻抗的變化，以此提升系統的穩定性和抗干擾性。本發明所述的PC-QPCI利用αβ軸信號之間存在的時間關系進行交叉耦合，達到增大指定次諧波增益和提升相位的目的。與相位補償比例積分諧振控制器(Phase compensation-Proportional integral resonanceController，縮寫為PC-QPIR。)相比降低了計算量，尤其在采用數字多PC-QPIR時，本發明的優勢很明顯；本發明所述的混合阻尼是指同時采用電容電流和電網電流作為內環反饋實現混合有源阻尼，降低電網阻抗變化對虛擬阻尼的影響。

本發明所采用的技術方案是，一種基于PC-QPCI的LCL并網逆變器混合阻尼的實現方法，該方法內容包括以下步驟：

步驟1、構建一臺三相并網逆變器主電路系統；

步驟2、利用雙二階廣義積分器的鎖相環(Dual second-order generalizedintegratorPLL，縮寫為DSOGI-PLL。)得到公共耦合點(Common coupling point，縮寫為PCC。)三相電壓的相角，并生成參考電流；

步驟3、將并網電感電流、電容電流和公共耦合點電壓進行坐標變換，并得到αβ坐標系下的主電路模型；

步驟4、將αβ坐標系下的參考電流和αβ坐標變換后的逆變器入網電流進行做差，該誤差作為PC-QPCI的輸入量；