[发明专利]一种基于LCL-LC的并网系统有源阻尼参数设计方法

权利要求书

1.一种基于电容电压反馈的LCL-LC并网系统有源阻尼参数以及控制器参数设计方法。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于建立基于电容电压反馈的LCL-LC型光伏并网逆变器控制电路的数学模型，其主电路的开环传递函数和PR控制器的传递函数分别可以表示为

其中，L₁为LCL-LC型光伏并网逆变器的逆变侧电感值，L₂为LCL-LC型光伏并网逆变器的网侧电感值，L_r为LCL-LC型光伏并网逆变器的串联谐振电路电感值，C_f为LCL-LC型光伏并网逆变器的滤波电容值，C_r为LCL-LC型光伏并网逆变器的串联谐振电路电容值，K_PWM为PWM整流器的传递函数，可定义为U_dc/U_tri,其中U_dc为直流母线电压，U_tri为三角载波电压幅值，D₁和D₂的表达式分别为

D₁＝L₁L₂(C_r+C_f)(3)

D₂＝L_rC_r(L₁+L₂)(4)

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于G_d(s)为系统的控制延时，包含了计算延时、采样连续逼近和PWM延时，此外，零阶保持器会引入大约0.5倍采样时间的延时环节，因此G_d(s)可表达为

并网逆变器的稳态误差包括幅值误差E_A和相位误差δ，PR控制器可以消除基波频率f₀处的静态误差，即相位误差可以忽略不计，因此，在基波频率f₀处，幅值误差E_A和PR控制器的传递函数可以分别表示为

G_c(j2πf₀)≈K_p+K_r(7)

其中，V_g为三相整流器的三相线电压，I_ref为参考电流幅值，K_uc为控制器比例阻尼系数，则由式(6)和式(7)可以得到K_r的数学表达式为

当截止频率f_c的值大于10倍基波频率的值时，PR控制器在不小于截止频率f_c的频率处的幅值可以近似为K_p，因此，K_p可以表示为

式中，V_g为三相线电压，I_ref为参考电流幅值，E_A为系统稳态误差。

4.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于选择合理的系统稳定指标与性能指标：30°≤PM≤60°，3dB≤GM≤12dB，E_A＝0.2％，以保证系统稳定性的PM、GM和E_A为限制条件，建立光伏并网逆变器系统截止频率f_c与比例阻尼系数K_uc的数学模型。