[发明专利]提高LCL型并网逆变器对电网适应性的前馈控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LCL型并网逆变器控制方法，具体为一种提高LCL型并网逆变器对电网适应性的前馈控制方法。

背景技术

在传统化石能源逐渐匮乏，污染日益严重的背景下，光伏与风能等新能源并网发电的应用得到长足发展。伴随着光伏和风能等新能源渗透率的不断提高，并网逆变器对配电网的稳定性和电能质量带来很大的挑战。分布式逆变电源接入公共电网的位置分布广泛，而普遍的并网逆变电源呈阻感特性，大量的并网逆变器逐渐将公共电网弱化为时变的弱电网，时变的弱电网主要的特性表现在其等效的电网阻抗是时变的。对于LCL型并网逆变器而言，宽范围时变的电网阻抗会降低逆变系统的开环增益和带宽，影响入网电流的稳态误差和动态响应。特别是当电网感抗较大时，LCL滤波器的谐振频率迅速下降，谐振共轭极点左移，导致相角裕度大幅降低，产生大量的低频谐波，甚至使入网电流谐振发散引起不稳定。此外，公共电网中大量非线性负载等的作用，实际电网电压往往存在大量的低频谐波，畸变的电网电压对入网电流是一实时的扰动，影响入网电流品质。考虑到LCL型并网逆变器需要抑制自身的谐振尖峰，提高自身的相角裕度，PI调节器的参数取得相对较小，难以兼顾系统的稳定性和鲁棒性。考虑到入网电流低次谐波抑制时，并网系统的LCL电流控制与低次谐波抑制存在相互耦合，即相互依赖又相互制约，采样与计算延时将进一步恶化入网电流。针对弱电网条件下，兼顾LCL型并网逆变系统入网电流控制与低次谐波抑制的研究尚少，已有控制方案略显不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时兼顾提高LCL型并网逆变器入网电流稳定性与电网电压低次背景谐波抑制的控制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种提高LCL型并网逆变器对电网适应性的前馈控制方法，该方法依照以下步骤实施：

步骤1，基于LCL型并网逆变器控制结构，检测LCL滤波器的电容电流i_c、入网电流i_g和并网点电压v_pcc，将采样得到的信号分别输入到电流控制器中，输出调制信号v_r1；

步骤2，将并网点电压信号v_gs输入到并网耦合点电压低次谐波选择器，所述低次谐波选择器包含若干个单独的谐波提取模块，该谐波提取模块均由二阶广义积分器所组成，令选择提取出的各次谐波分别v_nth，n为整数，将选择提取的各次谐波相加得到调制信号v_r2；

步骤3，将低次谐波选择器输出的调制信号v_r2与电流调节器输出的调制信号v_r1相加得 到调制波v_m，将该调制波v_m与三角波交截产生相应的PWM控制信号驱动功率电路的开关管，通过LCL滤波器滤除高频谐波，在网侧形成高品质的入网电流。

其中，步骤1具体为，

步骤1.1，采用电流传感器CS₁、CS₂以及电压传感器VS₁检测电容电流i_c，并网电流i_g，并网点电压v_pcc，通过各自的采样系数分别获取电容电流反馈信号i_cs，并网电流反馈信号i_gs，并网电压反馈信号v_gs；

步骤1.2，通过锁相环得到相位信息θ并与入网电流指令I^*结合生成入网电流的基准

i_ref＝I^*sin(θ)；

步骤1.3，将并网电流反馈信号i_gs与电流基准信号i_ref相减，经过电流调节器后，得到电容电流的基准信号，再减去电容电流反馈信号i_cs得到电流控制器总的输出信号v_r1。

步骤2具体指，

将并网点电压反馈信号v_gs通入到低次谐波选择器，其中每个谐波提取模块Gprs(s)的表达式为：