[发明专利]一种LCL型逆变器的鲁棒延时补偿并网控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源分布式发电领域，特别是一种LCL型逆变器的鲁棒延时补偿并网控制方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益严重，新能源分布式发电技术受到了广泛的关注与研究。其中，并网逆变器是分布式发电系统的核心部分，其采用的高频功率开关器件会产生高次谐波，将造成谐波污染。因此，并网逆变器与电网之间需滤波器将其衰减或滤除。

相比于L型和LC型并网逆变器，LCL型并网逆变器对高频谐波电流起到较大的衰减作用。因此，其可以选取较小的电感电容值，得到满意的滤波效果。但由于滤波电容的分流作用，导致LCL型并网逆变器是一个低阻尼三阶系统，容易发生谐振。采用电容电流反馈有源阻尼可以有效地抑制谐振，但在数字控制下，由于控制延时的作用，该策略在谐振频率等于1/6的采样频率时，逆变器无法稳定运行。虽然合适的参数取值可以避免谐振频率等于1/6的采样频率，但电网电阻的不确定性，易造成谐振频率穿越1/6的采样频率，影响系统稳定性。因此，为了增强系统对电网阻抗的鲁棒性，并网逆变器的延时补偿方法成为数字控制系统的研究热点之一。

国内文献提出对被控量进行预测的数学控制方法，把采样信号修改为下一周期被控量的预测值引入控制环路，该方法虽然补偿计算产生的延时，但是不能补偿由零阶保持器产生的延时。也提出零极点延时补偿方法，该方法虽然可以提高系统的鲁棒性，但是只能补偿由零阶保持器产生的延时，不能补偿计算产生的延时。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种LCL型逆变器的鲁棒延时补偿并网控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

1)在每个采样周期的起始点，DSP控制器启动A/D转换器，对光伏电压u_pv、光伏电流i_pv、直流侧电压u_dc、电容电流i_c1、电网电压u_s、并网电流i_s分别进行采样，所有采样数据经A/D转换器转换后，通过并行接口送给DSP控制器进行处理；

2)DSP控制器根据光伏电压u_pv和光伏电流i_pv的瞬时值进行最大功率点跟踪，并计算出每个采样周期的有功功率P_pv，同时，DSP控制器利用傅里叶算法DFT计算出每个电网周期内的电网电压有效值U_s；

3)将直流侧参考电压和直流侧电压u_dc的差值e作为PI控制器的输入，PI控制器的输出通过限幅后，获得直流侧稳压环节的电流幅值指令I_dr^*，其中，PI控制的传递函数G_U(s)表达式为：G_U(s)＝k_Ups+k_Ui/s，k_Up是PI控制器的比例系数，其取值范围为0.1≤k_Up≤20；k_Ui是PI控制器的积分系数，其取值范围为0.001≤k_Ui≤0.1；s＝jω，j是虚部单位符号，ω为电网角频率；

4)计算前馈电流幅值指令I_pr^*，其计算公式为：I_pr^*＝k_pvu_pvi_pv/U_s，其中，k_pv为功率前馈比例系数，其取值范围为1.27≤k_pv≤1.34；

5)将电流幅值指令I_dr^*和前馈电流幅值指令I_pr^*相加合成内环电流幅值指令I_ref^*，将电网电压同步信号sinωt与I_ref^*相乘，得到该采样周期内与电网电压同步的并网电流瞬时值指令