[发明专利]基于比例复数积分控制的三相并网逆变器双环控制方法

说明书

本发明涉及一种基于比例复数积分控制的三相并网逆变器双环控制方法，内环采用滤波器电容电流反馈控制，外环控制采用PCI控制，在基波处可实现无穷大增益，有效跟踪交流指令信号，有利于提高入网电流的控制精度，基本实现无静差跟踪，并提高入网电流的功率因数；采用双环控制增大了系统阻尼，有效抑制系统谐振峰值，提高系统稳定性，相比于传统的PI控制和准谐振控制，在相同参数条件下，系统具有更大的稳定裕度，可靠性大大增强。提高并网电流的波形质量、跟踪精度和功率因数，同时有利于对桥臂开关管的保护，保证整个逆变器系统安全可靠的运行。适合于太阳能发电、风力等新能源并网系统，并且可推广到其它单相或者三相并网逆变器的控制方法当中。

技术领域

本发明涉及一种逆变器控制技术，特别涉及一种基于比例复数积分控制的三相并网逆变器双环控制方法。

背景技术

现代社会随着经济发展和能源消耗，传统的化石能源造成的污染以及其自身的枯竭问题已经不可避免，人类把更多的目光放在可再生能源上。风能和太阳能则是干净无污染的新能源，蕴含量丰富，为首要之选。而逆变器技术，则是新能源接入电网过程中极其重要的技术之一。

逆变器输出电流必须经过滤波器滤除高次谐波，如今常用的滤波器为L型滤波器、LC型滤波器和LCL型滤波器。L型滤波器结构简单，易于实现，但滤波效果并不十分理想；LC型滤波器适用于双模式下的逆变器，并网情况下其滤波效果等同于L型滤波器，此时滤波电容C相当于本地负载，并无滤波作用；LCL型滤波器具有最优的滤波效果，滤波电容C作为高次谐波通道，能够有效滤除高次谐波。但由于为三阶系统，存在谐振峰，在谐振频率处有较大的增益，极易引起系统的不稳定。因此，控制系统的设计便显得尤为重要，不仅要保证控制系统稳定，还需要使系统的各种特性满足一定的要求。带LCL滤波器的三相并网逆变器一般有两种控制方式，以抑制谐振峰，分别为有源阻尼控制和无源阻尼控制。无源阻尼控制一般在滤波电容C上串联或并联电阻，增大系统阻尼。该方法简单有效，但新增的电阻无疑会增加系统消耗，影响效率。有源阻尼控制方式，一般采用并网电流和电容电流双环控制，能够有效抑制谐振峰，同时不会增加额外消耗。因此，研究LCL滤波器下的并网逆变器控制方法具有重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明是针对带LCL滤波器的三相并网逆变器控制的问题，提出了一种基于比例复数积分控制的三相并网逆变器双环控制方法，方法能够在保证系统稳定的前提下，提高并网电流的波形质量、跟踪精度和功率因数，同时有利于对桥臂开关管的保护，保证整个逆变器系统安全可靠的运行。

本发明的技术方案为：一种基于比例复数积分控制的三相并网逆变器双环控制方法，直流电压源通过高频开关三相逆变器将直流电压变为交流电，再经过LCL滤波器后给电网供电，三相并网逆变器双环控制方法如下：

将三相静止坐标系下的网侧电流检测信号i_2a，2b，2c变换成两相静止坐标系下的电流i_2α、i_2β，将三相静止坐标系下的滤波电容电流检测信号i_ca、i_cb、i_cc变换成两相静止坐标系下的电流i_cα、i_cβ；

指令电流为i_dqref和电网电压锁相环检测电网电压相位信息θ输入，经过两相旋转坐标系下的指令电流信号变换成两相静止坐标系下的指令信号i_αβref；