[发明专利]一种应用于LCL型整流回馈单元的并网电流控制方法

说明书

本发明公开了一种应用于LCL型整流回馈单元的并网电流控制方法，具体为：将三相静止坐标系下的网压和交流侧电流转换为两相静止坐标系下的网压和交流侧电流，再通过电流预测环节得到预测电流；将给定的有功电流和无功电流经过变换矩阵分别得到两相静止坐标系下电流给定值；将预测电流与电流给定值的误差值作为新控制器环节的输入，新控制环节的输出与公共耦合点的电压经过前馈系数相加得控制环路输出信号，经过变换矩阵变换得到三相静止坐标系下的控制输出信号再经过直流母线电压解耦生成调制信号，通过调制器得到PWM波形。本发明提高了并网电流控制回路增益，有效抑制谐振峰，缓解了电网电压扰动和直流母线电压波动对系统稳定性的影响。

技术领域

本发明属于并网电流控制方法技术领域，涉及一种应用于LCL型整流回馈单元的并网电流控制方法。

背景技术

现今，电力电子变流技术不断发展，而电力电子器件也渐渐更新换代。传统变频控制系统的整流单元采用不可控二极管整流元件，电流单相导通，无能量回馈，需要配置制动单元，直流侧电压不可控，电源电压不能低于电机额定电压。AFE变频控制系统的整流单元采用有源可控IGBT整流元件，开通关断均可控，电流双向流通，且无需制动单元，PWM控制完美无谐波，容许电源电压低于电机电压。但是脉动电压会引起整流器给定网侧电流中产生大量的谐波，而实际网侧电流跟踪给定的网侧电流，最终整流器实际网侧电流中含有5次、7次谐波，对电网造成污染。

为减小注入电网的谐波，通常在整流器和电网之间加入滤波器，常用的滤波器有L型滤波器和LCL型滤波器。L型滤波器结构简单，滤波器的特性相当于一个微分环节，而微分环节对噪声干扰具有放大作用，因此滤波器对噪声比较敏感。而且在大功率下，电感L的容量会比较大，导致系统感抗增大，滤波器体积增大，成本升高。与L型滤波器相比，LCL滤波器可在更小的电感，更低的开关频率的情况下取得同样的滤波效果，更小的电感量有利于逆变器拥有更好的动态性能和较低的阻抗压降，LCL型滤波器比L型滤波器多了一组滤波电容C，电容C对电压高频分量的阻抗很小，为高频分量提供通路，因此LCL型滤波器可有效滤除注入电网的高频电流分量，相比于L型滤波器能更好地滤除电压谐波。因此，进行基于LCL型滤波器的整流回馈单元的研究具有较大的实用价值。

但是由于其是三阶系统，LCL滤波器具有谐振特性，使得对系统的控制更加复杂，且对谐波更加敏感，增加了系统稳定性控制的难度，那么就需要引入阻尼控制方法来抑制谐振峰的影响。阻尼控制方法有无源阻尼控制和有源阻尼控制两大类，无源阻尼控制就是在电容支路串联或者并联电阻，增加系统阻尼系数来实现对谐振峰的抑制，但是这种控制方法增加了系统的额外损耗，降低了系统效率，因此在效率要求较高的系统中常采用有源阻尼控制方法，即通过设计控制器来增加系统的阻尼系数。

现有的有源阻尼控制方法并网电流控制回路增益存在限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于LCL型整流回馈单元的并网电流控制方法，提高了并网电流控制回路增益，有效抑制谐振峰，缓解了电网电压扰动和直流母线电压波动对系统稳定性的影响。

本发明所采用的技术方案是，一种应用于LCL型整流回馈单元的并网电流控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将三相静止坐标系abc下的公共耦合点电压和交流侧电流通过电流变换矩阵变换为两相静止坐标系αβ下的公共耦合点电压和交流侧电流，规定流入电网的电流流向为电流正方向，则电流变换矩阵中三相静止坐标系下的电流均为负，再通过电流预测环节得到α坐标下预测电流i_{L1α_pre}和β坐标下预测电流i_{L1β_pre}；

步骤2，将给定的有功电流和无功电流经过变换矩阵分别得到两相静止坐标系αβ下电流给定值，即α坐标下的电流给定值i_{L1α_ref}和β坐标下的电流给定值i_{L1β_ref}；