[发明专利]三相LCL型光伏并网逆变器控制方法

说明书

本发明主要提出一种改进型三相LCL型光伏并网逆变器控制方法，其特征在于采用电流电压三闭环控制，具体如下：第一步，获取电网电流信号i_a、i_b、i_c，由锁相环获得同步电流信号经过abc/αβ坐标变换得到静止坐标系中的电流信号i_sα、i_sβ；第二步，将直流母线电压U_dc与参考值U_ref的差值送入比例谐振控制器(PR)，并在其传递函数的基础上增加二阶广义积分H_i(s)，得到第三步，PR调节器输出的电流信号分别与i_sα、i_sβ进行加减计算得到电流信号，并与比例控制器(P)的内环电容电流信号之和进行αβ/abc坐标变换，产生相应的SVPWM信号控制功率管。仿真和实验结果表明，该方法有效改善了系统的并网电流波形，获得了高品质并网电流。

本发明涉及一种三相LCL型光伏并网逆变器控制方法。

背景技术

光伏发电具有诸多优势，并且技术也日趋成熟。并网逆变器作为光伏发电系统的核心环节，在并网控制系统中可承担光伏电池阵列的最大功率跟踪、直流升压逆变、防孤岛保护等作用。LCL型光伏并网逆变器相对于传统并网逆变器加入了LCL型滤波器。虽然其具有抑制高次谐波的能力，但增加了其控制策略的难度。目前，已有一些文献针对LCL型光伏并网逆变器提出了具体的控制方法。2010年第30期《中国电机工程学报》中的“LCL型并网逆变器中重复控制方法研究”一文运用重复控制与PI控制相结合的复合控制方法，因PI控制无法在保证系统稳定性的同时获得足够的针对电网电压中工频谐波的抑制能力故需采用重复控制作为对PI控制的LCL型并网逆变器在抑制电网电压谐波的能力上是一种比较好的补充，对于LCL并网逆变器，重复控制与PI控制相结合是一种能够提高系统抑制低频谐波能力的复合控制方法。2011年第12期《中国电机工程学报》中的“带LCL输出滤波器的并网逆变器控制策略研究”提出一种基于逆变器侧电流闭环和电容电流前馈的并网逆变器控制策略，通过逆变器侧电流间接控制并网电流。该控制策略能够保证系统稳定和单位功率因数运行，并且整个控制过程无需增加额外的传感器，降低了系统成本，增强了系统可靠性。2012年第27期《中国电机工程学报》中的“LCL滤波并网逆变器的控制策略”一文中采用电网侧电感电流和逆变侧电感电流双闭环控制策略对并网电流进行直接控制，电网侧电感电流作为外环更容易抑制并网电流的谐波因素，且可以直接控制入网电流的单位功率因数，采用逆变器侧电感电流作为内环可以增加系统阻尼，从而可抑制系统振荡，增加系统稳定性。2013年第6期《中国电机工程学报》中的“逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器电网电压前馈控制策略”一文中采用一种适用于逆变器侧电流反馈LCL并网逆变器的完全电网电压前馈控制策略，该策略能完全消除电网电压对电网电流的影响，并且并网功率因数得到了大大的提升。

发明内容

本发明主要提出一种三相LCL型光伏并网逆变器控制方法，其特征在于采用电流电压三闭环控制，具体步骤如下：

具体实施步骤如下：

第一步，从电网侧获取电流信号i_a、i_b、i_c，经过锁相环(PLL)获得同步电流信号，再经过abc/αβ坐标变换，得到静止坐标系中的电流信号i_sα、i_sβ；

第二步，采样计算得到直流母线电压U_dc并与参考值U_ref进行比较，所得误差经过比例谐振控制PR器，为了解决PR控制在基波频率处增益为无穷大及在其他频率处的增益呈衰减趋势问题，在原有传递函数的基础上增加二阶广义积分H_i(s)得到新传递函数G_pr+H_i(s)，具有无需坐标变换，在静止坐标系下便能达到零稳态误差的特点，其中：Kp为比例环节的系数，Ki为积分环节的系数，ω₀为谐振角频率；