[发明专利]应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法

说明书

本发明提供了一种应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法，首先根据单相LCL型并网逆变器系统的开环传递函数，建立基于CCFPIFS有源阻尼控制方法的网侧电流单环控制LCL型并网逆变器系统的数学模型；根据所述数学模型得到CCFPIFS的等效虚拟阻抗；根据所述等效虚拟阻抗，分析得到单相LCL型并网逆变器系统的频率特性与系统状态；根据所述频率特性与系统状态，得到单相LCL型并网逆变器系统中FOPI控制器参数的稳定性的约束条件，提高单相LCL型并网逆变器系统的稳定性。本发明的有益效果是：经济成本低，操作方法简单，提高了并网逆变器系统的稳定性，具备实用性。

技术领域

本发明涉及单相LCL型并网逆变器系统领域，尤其涉及应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法。

背景技术

随着常规化石能源的枯竭以及环境污染的加重，新能源受到了广泛的关注。目前新能源发电系统主要以太阳能、风能等发电形式为主，并广泛采用分布式发电系统结构。

并网逆变器作为新能源发电系统与电网连接的关键电力电子器件，起到了极其重要的作用。为了保证并网电流符合相关标准的要求，经常采用逆变器级联L滤波器的方式，但该种方式会导致滤波电感体积庞大，造价高昂。为了减小滤波器体积，常见的两种做法是(1)高频化；(2)改变滤波器结构。

目前常见的做法是采用LCL滤波器代替L滤波器，可以做到有效减小体积的目的以及获得更好的快速性能，但是LCL滤波器是一个三阶系统，会带来谐振峰的问题，并且相频特性上存在-180°相角跳变，影响系统稳定性，所以通常会附加有源阻尼策略加以抑制。

传统的控制策略主要包括有无源阻尼策略与有源阻尼策略两种，其中无源阻尼策略是通过增加电阻来增加系统阻尼，抑制谐振尖峰，但是该方法会增加系统损耗，降低系统效率。有源阻尼策略是附加额外的反馈控制系统，从而增加系统阻尼，该方法需要额外的传感器，增加成本，并且附加反馈参数的设计过程复杂。

目前最常用的一种有源阻尼方法为电容电流反馈有源阻尼策略，但存在阻尼域限制，为了提高系统的阻尼域范围，又提出了一种基于电容电流PI正反馈的有源阻尼策略，但该策略为了保证稳定运行，需要在逆变器侧串联电阻，通过附加无源阻尼的形式增加系统的系统阻尼，但这会增加系统损耗，因此两种方法各自存在一定的缺陷。

发明内容

为了解决现有并网系统稳定性差的问题，本发明提供了一种应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法，应用于单相LCL型并网逆变器系统中，该稳定性方法主要包括以下步骤：

S10：根据单相LCL型并网逆变器系统的开环传递函数，建立基于CCFPIFS有源阻尼控制方法的网侧电流单环控制LCL型并网逆变器系统的数学模型；

S20：根据所述数学模型得到CCFPIFS的等效虚拟阻抗；

S30：根据所述等效虚拟阻抗，分析得到单相LCL型并网逆变器系统的频率特性与系统状态；

S40：根据所述频率特性与系统状态，得到单相LCL型并网逆变器系统中FOPI控制器参数的稳定性的约束条件，提高单相LCL型并网逆变器系统的稳定性。

进一步地，所述基于CCFPIFS有源阻尼控制方法的LCL型并网逆变器系统在s域的开环传递函数为：