[发明专利]基于PI+重复控制策略的LCL型并网逆变器控制方法

说明书

本发明提出了一种基于PI+重复控制策略的LCL型并网逆变器控制方法，在两相静止坐标系下应用PI控制与重复控制并联而成的复合控制器，调节LCL型并网逆变器输出既能满足系统的动态性能又能满足系统稳态性要求，不仅简化了坐标变换与解耦计算，而且提高了对光伏逆变器输出谐波的抑制能力，降低了逆变器并网电流的总谐波畸变率。

技术领域

本发明涉及光伏并网逆变器控制技术领域，更具体地，涉及基于PI+重复控制策略的LCL型并网逆变器控制方法。

背景技术

光伏发电已经成为人们广泛关注与应用的新能源之一，并网逆变器作为光伏发电入网的重要电力接口，针对在同步旋转坐标系下存在并网电压不平衡、低次谐波，导致输出电流发生严重畸变问题，传统方法是选择LCL型三相光伏逆变器旋转坐标系下的PI、重复控制策略，以达到对谐波电流的抑制。但是单独的PI、重复控制策略很难同时满足系统的动态性能与稳定性能的要求，并且旋转坐标系下的坐标变换与解耦计算比较复杂。因此，如何抑制谐波同时提高输出电流质量是本领域技术人员亟需解决的问题。

目前基于内模原理的重复控制理论研究已比较成熟，研制的控制器也广泛用于电网谐波治理领域：2012年第7期的《电力系统保护与控制》中《复合控制技术在独立光伏并联发电系统中的应用研究》为抑制并网电流谐波，采用重复PI控制和电网电压前馈控制的复合控制策略，抑制了并网电流谐波，但系统动态性能有待提升；2016年第9期《电工技术学报》中《两相静止坐标系下并网逆变器的重复控制策略》在同步坐标系下采用PI加重复控制的方案，简化坐标变换和解耦过程，有效抑制了入网电流谐波，但并网电流谐波抑制能力有待提高；2015年第6期《IEEE International Conference on Applied Superconductivity and Electro-magnetic Devices》中《Grid-connected photovoltaicsystem using compound current control of the novel repetitive and PI》采用有限脉冲响应数字滤波器代替传统的组合补偿器作为重复控制器，结合传统的PI控制技术，有效抑制了电流谐波，但在高频处会出现失真现象；2013年第8期《IEEE Transactions onPower Electronics》中《A general parallel structure repetitive control schemefor multi-phase DC-ACPWM converters》采用了PI等控制方法与重复控制结合的复合控制方案，改善了重复控制的动态响应速度，使系统具有良好的动态响应与稳态特性，但该策略比较复杂，系统稳定性较差；2015年第8期《电工技术学报》中《一种加权式并联型重复控制的研究》利用加权思想，达到了预期可增强控制环节的控制作用，而且给系统带来较好的切载动态性能，但补偿器设计复杂。

上述方法都是在理想电网情况下实现，在实际应用中，一些偏远地区或者山区的电压不平衡、低次谐波存在时，仍然会导致轻微或者严重的电流畸变问题，使得输出电流质量较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术不足和缺陷，提供一种基于PI+重复控制策略的LCL型并网逆变器控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于PI+重复控制策略的LCL型并网逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集LCL型滤波器输出的三相电流值、三相电压值，并经过Clark变换后得到两相静止坐标系下的电流实际值i_α与i_β、电压实际值u_α与u_β；

S2、获取电流内环的电流信号作为并网逆变器输出电流参考值i_αref与i_βref，并与电流实际值i_α与i_β相减得到电流误差值Δi_φ与