[发明专利]一种三相LCL型并网逆变器的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种三相LCL型并网逆变器的控制方法及系统，包括获取电网电流i_G‑a,b,c和电网电压u_G‑a,b,c；得到i_G‑a,b,c^*及两相静止坐标系下的i_Gα、i_Gβ、u_Gα、u_Gβ、i_Gα^*、i_Gβ^*；第一ADRC根据i_Gα、u_Gα、i_Gα^*得到实际控制量u_α，第一ADRC中的第一状态反馈控制率输出的第一虚拟控制量u'_α与i_Gα之间呈纯串联积分型关系；第二ADRC根据i_Gβ、u_Gβ、i_Gβ^*得到实际控制量u_β，第二ADRC中的第二状态反馈控制率输出的第二虚拟控制量u'_β与i_Gβ之间呈纯串联积分型关系；SVPWM控制器根据u_α和u_β生成脉冲宽度调制PWM信号并输出至并网逆变器。本发明控制算法简单，可以工程化整定参数，成本低。

技术领域

本发明涉及并网逆变器技术领域，特别是涉及一种三相LCL型并网逆变器的控制方法及系统。

背景技术

新能源发电是解决人类与日俱增的能源需求和越来越少的传统化石能源这一矛盾的主要途径，新能源发电并网利用是新能源发电大规模推广利用的主要方式。并网逆变器是新能源发出的电能与电网连接的接口。为抑制并网逆变器PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)斩波产生的谐波，需要在逆变器和电网的公共点之间加入滤波器。其中，常用的滤波器包括L型滤波器和LCL型滤波器，但由于LCL型滤波器的高频衰减特性比L型滤波器的高频衰减特性好很多，使用更小的电感量就能提供更强的高频谐波抑制能力，因此，LCL型滤波器被应用的也更广泛一些。

具体地，请参照图1，LCL型滤波器是电感和电容组成的三阶系统，由于本身存在谐振现象，从而导致并网电流畸变和振荡、并网逆变器过流、并网逆变器的直流母线电压失稳甚至故障。为解决上述问题，需要进行谐振抑制。谐振抑制主要分为无源阻尼和有源阻尼两类方法，无源阻尼法通过串并联电阻来增加系统阻尼，但电阻会引起损耗和发热，降低了系统效率。有源阻尼通过控制算法来实现谐振抑制，不存在阻尼损耗问题。

目前成熟的有源阻尼算法可分为间接反馈并网逆变器侧电流或者加权平均电流源的间接控制方法和直接反馈并网电流作控制外环并辅以其他状态变量(例如电容电压或者电容电流)反馈作阻尼内环的直接控制方法。但是间接控制方法会引起并网电流的相位偏移、抗干扰能力减弱等问题。而直接反馈控制方法需要多个传感器分别采样电网电流、电网电压和电容电流或者电容电压等状态变量，则一方面，传感器成本较高，另一方面，增加内环使得参数整定工作量较大。为减少传感器成本，不少学者提出了基于状态观测器的有源阻尼方法。现有的基于状态观测器的方法仅仅用于观测出所需要的电流电压状态量，再用观测出的状态变量作为内环反馈变量进行控制，仍然需要结合PID控制器，PR控制器，重复控制器等进行控制，参数整定同样困难，不能够在减小传感器数量的同时简化控制算法的复杂度。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相LCL型并网逆变器的控制方法及系统，实现有源阻尼，抑制电网电压背景谐波，适应电网阻抗变化，简化了控制算法难度，可以工程化整定参数，另外，除了需要采集并网电流和并网电压外，无需其他额外的传感器，成本低。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种三相LCL型并网逆变器的控制方法，包括：