[發明專利]基于參數聯合設計的LCL型逆變器并網裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202010176277.5
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111313467A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 呂建國;閻亦然;徐煒基;胡文斌;孫狀
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于參數聯合設計的LCL型逆變器并網裝置，其特征在于，包括三電平逆變器、數字處理控制模塊和驅動電路，其中三電平逆變器為LCL型NPC三電平逆變器，數字處理控制模塊包括采樣單元、閉環控制單元、有源阻尼單元和正弦脈寬調制單元；

采樣單元分別采集LCL濾波器網側的三相電壓信號、LCL濾波器網側的三相電流信號，傳送至閉環控制單元；

閉環控制單元根據采集到的信號，經Clarke變換將靜止abc坐標系下的網側電壓、網側電流變換到靜止αβ坐標系下；將靜止αβ坐標系下網側電流的α、β軸分量i_α、i_β輸入有源阻尼單元；

閉環控制單元和有源阻尼單元得到的調制波信號相加，送至正弦脈寬調制單元，正弦脈寬調制單元的輸出端經過驅動電路接入三電平逆變器每相橋臂的各個開關管。

2.根據權利要求1所述的基于參數聯合設計的LCL型逆變器并網裝置，其特征在于，所述數字處理控制模塊為TMS320F28377D與EPM1270T芯片。

3.一種基于參數聯合設計的LCL型逆變器并網控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在每個開關周期內，數字處理控制模塊的采樣單元分別采集LCL濾波器的網側電壓信號e_a、e_b、e_c和網側電流信號i_a、i_b、i_c；

步驟2、閉環控制單元根據步驟1中采集到的信號，經Clarke變換將靜止abc坐標系下的網側電壓、網側電流變換到靜止αβ坐標系下；

步驟3、計算z域下加入有源阻尼環及PR控制器后系統的開環傳遞函數，利用奈奎斯特判據對系統進行穩定性分析；

步驟4、對LCL濾波器諧振頻率諧波抑制條件進行分析；

步驟5、在滿足穩定性條件以及諧振抑制條件的范圍內，使用拉格朗日乘子法，選取使系統帶寬最大的PR控制器的比例系數K_p和有源阻尼反饋系數H，以獲得優化的閉環控制系統；

步驟6、以電流正弦化為目標計算電流給定，并以網側電流作為反饋量與所求得的電流給定量相減，經比例諧振調節器后與有源阻尼環輸出相加，再經過Clarke反變換，輸出三相調制波信號；

步驟7、將步驟6所得的三相調制信號經正弦脈寬調制單元生成脈寬調制信號，該脈寬調制信號通過驅動電路控制逆變器開關管的工作狀態。