[发明专利]并网逆变器LCL滤波器改进型参数设计方法有效

专利信息
申请号: 201810434921.7 申请日: 2018-05-09
公开(公告)号: CN108599536B 公开(公告)日: 2019-08-02
发明(设计)人: 刘芳;张喆;谢震;王梦;邓金鑫;张杰;张兴 申请(专利权)人: 合肥工业大学
主分类号: H02M1/14 分类号: H02M1/14;H02M3/38
代理公司: 合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙) 34118 代理人: 王挺
地址: 230009 *** 国省代码: 安徽;34
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 谐振频率 稳定域 并网逆变器 参数设计 电网谐波 改进型 桥臂 电感 滤波器参数 电网 范围变动 网侧电感 稳定裕度 系统延时 综合考虑 鲁棒性 再利用 电容 省略 纹波 谐波 弱化 避开 直观 保证
【权利要求书】:

1.一种并网逆变器LCL滤波器改进型参数设计方法,其特征在于,步骤如下:

步骤1,先计算并网逆变器数字控制系统的采样、调制、加载过程中产生的总延时时间td,然后求出并网逆变器LCL滤波器的桥臂侧电感L1

总延时时间td的计算式为:

td=λTs

桥臂侧电感L1的计算式为:

其中,λ为系统延时系数,Ts为并网逆变器的电流采样时间,Udc为并网逆变器直流侧电压,ksw为并网逆变器PWM调制电流纹波系数,为桥臂侧电感电流纹波的最大值,Tsw为并网逆变器开关管的开关周期;

步骤2,给出并网逆变器电流控制环的开环传递函数G(s)的表达式;

开环传递函数G(s)的表达式为:

其中,Gc为电流环控制方程,Kpwm为调制系数,e为自然指数,s为拉普拉斯算子,G1为桥臂输出电压到电流控制变量的传递函数;

所述的并网逆变器电流控制环为网侧电流控制环,传递函数G1的计算公式为:

其中,C为滤波电容,L2为网侧电感;

步骤3,根据步骤2中给出的电流控制环开环传递函数G(s)得到其相位的表达式;

其中,为电流环控制方程Gc的相位角,ω为系统角频率,为G1的相位角;

步骤4,根据步骤1中得到的延时时间td和步骤3中电流控制环开环传递函数G(s)的相位给出基于系统延时系数的谐振频率稳定域范围:

其中,λmin为系统最小延时系数,λmax为系统最大延时系数,k为自然数,π为圆周率,fs为并网逆变器采样频率,fr为LCL谐振频率,所述LCL谐振频率fr为桥臂侧电感L1、滤波电容C与网侧电感L2的谐振频率;

步骤5,在步骤4给定的谐振频率稳定域范围中,取其中一个稳定域范围,作为LC谐振频率fr0和LCL谐振频率fr的取值范围,所述LC谐振频率fr0为桥臂侧电感L1与滤波电容C的谐振频率,其选取原则为:

取k=1,即

根据以上原则,确定LC谐振频率fr0和LCL谐振频率fr取值的左边界flim_L和右边界flim_R分别为:

其中,flim_L为LC谐振频率fr0和LCL谐振频率fr的左边界,flim_R为LC谐振频率fr0和LCL谐振频率fr的右边界;

步骤6,根据步骤5得到的LC谐振频率fr0和LCL谐振频率fr的左边界flim_L和右边界flim_R,利用加权几何平均值计算方法求得LCL谐振频率fr的初值frs,然后基于系统相位稳定裕度φm0,求出LC谐振频率fr0的取值;

LCL谐振频率的初值frs计算式为:

LC谐振频率fr0的计算式为:

其中,k1为LC谐振频率权重系数,k2为LCL谐振频率权重系数,开方次数r=k1+k2

步骤7,给定并网逆变器的重要谐波fv

其中,fv0为并网逆变器的第一类重要谐波,fv1为并网逆变器的第二类重要谐波,fv2为并网逆变器的第三类重要谐波,fh为电网的典型谐波,其中25次谐波内的非三倍频、非偶次谐波视为电网典型谐波,fsw为并网逆变器开关管的开关频率,f0为电网的基波频率,且式中f0之前的符号由电网的典型谐波相序决定,若fh为正序谐波,则取“+”号,若fh为负序谐波,则取“—”号;

针对电网中n个典型谐波fh,根据并网逆变器的重要谐波fv的计算公式,计算得到i个重要谐波点fvp_i,并与步骤5得到的LC谐振频率fr0和LCL谐振频率fr的左边界、右边界进行比较,取左右边界内相邻的两个重要谐波点fvp_i之差绝对值大于等于100Hz,即|fvp_i+1-fvp_i|≥100Hz的区域作为子稳定域族的范围:

fi_lim_L≤fr≤fi_lim_R,i=1,2...∞

其中,i为自然数,fvp_i为第i个重要谐波点,fvp_i+1为第i+1个重要谐波点,fi_lim_L为第i个子稳定域左边界,fi_lim_R为第i个子稳定域右边界,n为自然数,1≤n≤8;

步骤8,将步骤6中得到的LCL谐振频率的初值frs与步骤7中得到的子稳定域族的范围进行比较,

若frs∈(fi_lim_L,fi_lim_R),LCL谐振频率的初值frs直接作为设计的LCL谐振频率fr的取值,即:fr=frs

若取与LCL谐振频率初值frs最近的一个子稳定域范围对应的左右边界设为fi_lim_L,fi_lim_R,谐振频率稳定域与LCL谐振频率初值frs差值最小时视为最近,利用几何平均值计算方法求得LCL谐振频率fr的取值,即:

步骤9,根据步骤8中得到的LCL谐振频率fr和步骤6中得到的LC谐振频率fr0,以及步骤1中得到的桥臂侧电感L1联立方程组求得滤波电容C与网侧电感L2

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于合肥工业大学,未经合肥工业大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201810434921.7/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code