[发明专利]基于极点配置的三相LCL型并网逆变器控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及并网逆变器电流控制领域，特别涉及一种抑制电网阻抗影响的LCL型并网逆变器电流控制方法。

背景技术

光伏发电是当前国内外最具发展前景的新能源发电形式之一，而并网发电已成为规模化光伏利用的主要发展趋势。光伏并网逆变器采用LCL滤波器是抑制高频电流谐波的有效手段之一，在相同电感值的情况下，LCL滤波器因滤除高次谐波的效果明显好于L型滤波器而被广泛采用。

然而，当分布式光伏电站通过一个与其原始设计不同的电网阻抗与电网相连时，会造成逆变器动态性能显著退化，甚至不稳定。随着光伏发电渗透率的不断扩大，由电网阻抗引起的不稳定现象可能严重影响整个光伏并网系统的稳定运行。因此，已有不少学者在风电、有源电力滤波器、分布式发电等领域提出了新的电流控制器设计方法，从而抑制电网阻抗对逆变器控制性能的影响。然而，其控制器设计复杂、动态响应慢，控制过程中存在抖动且当电网阻抗变化较大时易失效等缺点限制了所提出控制方法的广泛应用。

因此，急需一种抑制电网阻抗影响的LCL型并网逆变器电流控制系统及方法，用于并网逆变器电流控制中。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于极点配置的三相LCL型并网逆变器控制系统及方法。

本发明的目的之一是提出一种基于极点配置的三相LCL型并网逆变器控制系统；本发明的目的之二是提出一种基于极点配置的三相LCL型并网逆变器控制方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的基于极点配置的三相LCL型并网逆变器控制系统，包括直流输入源、直流侧电压检测模块、逆变器、逆变侧电流检测模块、LCL滤波器、滤波电容电压检测模块、并网侧电流检测模块、并网点电压检测模块、功率外环控制器、并网参考电流合成模块、电流环控制器、可变增益系数模块、极点配置模块和SPWM单元；

所述直流输入源，用于连接外部的直流输入源；

所述直流侧电压检测模块，用于采集逆变器直流侧电压；

所述逆变器，用于实现直流电到交流电的转换；

所述逆变侧电流检测模块，用于采集逆变侧三相交流电流；

所述LCL滤波器，用于滤除逆变侧输出电流中的高频谐波分量；

所述滤波电容电压检测模块，用于采集LCL滤波器中滤波电容的三相交流电压；

所述并网侧电流检测模块，用于采集并网侧三相交流电流；

所述并网点电压检测模块，用于采集并网点三相交流电压；

所述功率外环控制器，用于稳定逆变器直流侧电压；

所述并网参考电流合成模块，用于计算并网电流给定值；

所述电流环控制器，用于调节并网侧电流跟踪并网电流给定值；

所述可变增益系数模块和极点配置模块，用于抑制电网阻抗对系统稳定性的影响；

所述SPWM单元，用于提供SPWM调制信号，控制逆变器开关器件导通或关断；

所述直流输入源与逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与LCL滤波器的输入端连接，所述LCL滤波器的输出端与电网连接；

所述LCL滤波器的逆变侧和并网侧分别设置有逆变侧电流检测模块和并网侧电流检测模块，LCL滤波器的滤波电容处设置有滤波电容电压检测模块，所述逆变侧电流检测模块和滤波电容电压检测模块的输出端与极点配置模块的输入端连接；所述并网侧电流检测模块的输出端分别与极点配置模块和电流环控制器的输入端连接；

所述极点配置模块的输入端与逆变侧电流检测模块、滤波电容电压检测模块以及并网侧电流检测模块的输出端连接，输入信号分别乘以极点配置模块中逆变器输出电流、并网电流和电容电压的状态变量反馈增益系数k₁、k₃、k₂后形成状态反馈信号，将以上三个状态反馈信号相加后与可变增益系数模块的输出作差连接；

所述并网点设置有电压检测模块，所述并网点电压检测模块的的输出端与参考电流合成模块的输入端连接；所述参考电流合成模块的输出端与电流环控制器的输入端连接，所述电流环控制器的输出端与可变增益系数模块的输入端连接；所述可变增益系数模块的输出端与所述极点配置模块的输出端作差连接，然后与SPWM单元的输入端连接；