[发明专利]一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法及系统，涉及并网逆变器技术领域，其技术方案要点是：将电压信号作为高通滤波补偿策略的输入，得到有源阻尼参数；将有源阻尼参数、相位裕度补偿系数序列作为有源阻尼控制的输入，模拟得到系统开环波德图；提取系统开环波德图中的开环截止频率以及开环截止频率与相位裕度的分布情况，并选取最优的相位裕度补偿系数；将最优的相位裕度补偿系数与有源阻尼参数融合后，得到超前相位补偿信号；将超前相位补偿信号与多谐振控制器的输出信号叠加后实现LCL逆变器有源阻尼控制。本发明提高了系统并网时的相位裕度，减少了高精度传感器的使用，具有良好的鲁棒性和动态响应能力。

技术领域

本发明涉及并网逆变器技术领域，更具体地说，它涉及一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法及系统。

背景技术

随着化石能源的日益短缺，开发可再生清洁能源已成为当前能源发展的重点。并网逆变器作为清洁能源发电系统与电网之间的连接枢纽，发挥着重要作用。与L滤波器相比，LCL滤波器具有体积小，衰减能力强的优点，使其广泛用于并网逆变器中。然而，LCL滤波器是一个三阶系统，如果没有一定的阻尼策略，它将引起系统的谐振问题，甚至使系统不稳定。

LCL滤波器的阻尼方法可分为有源阻尼和无源阻尼。无源阻尼具有出色的阻尼效果，但会造成较大的损耗，尤其是在轻载条件下。在有源阻尼中，使用某些变量的反馈来提供系统阻尼，例如电容性电流反馈、逆变器侧电流反馈（ICF）、电网侧电流反馈、电流预测控制、滤波电容器的电压等。目前，已有文献记载控制系统上的公共耦合电压前馈点（GVF）的方法，GVF可以防止启动过程中的大浪涌电流，减少电网干扰，提高系统的动态性能。研究发现，在电网薄弱的情况下使用公共耦合点（PCC）电压前馈方案不仅可以提高谐波抑制能力，而且还可以通过前馈控制引入额外的电网侧电流正反馈，有助于LCL滤波器的谐波抑制。

而在某些特定的高阶循环中，通常采用高通滤波（HPF）等效，从而减少了传感器的数量。已有文献提出了具有单个电网电流反馈回路的HPF有源阻尼技术，使用了HPF和GVF的电网侧电流反馈有源阻尼。但是没有考虑到大范围电网阻抗变化的不利影响。此外，有文献在电容器电压前馈（CVF）环路中增加了一个简单的HPF，有效地降低了由ICF控制的电网电压的低频谐波污染，但是参数设置很复杂。因此，研究设计一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法及系统是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法及系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法，包括以下步骤：

采集并网点的电压信号；

将电压信号作为高通滤波补偿策略的输入，得到有源阻尼参数；

将有源阻尼参数、相位裕度补偿系数序列作为有源阻尼控制的输入，模拟得到不同相位裕度补偿系数控制下的系统开环波德图；

提取系统开环波德图中的开环截止频率以及开环截止频率与相位裕度的分布情况，并以分布情况所反映的弱电网稳定性能和动态响应最优情况下对应的相位裕度补偿系数作为最优的相位裕度补偿系数；

将最优的相位裕度补偿系数与有源阻尼参数融合后，得到超前相位补偿信号；

将超前相位补偿信号与多谐振控制器的输出信号叠加后实现LCL逆变器有源阻尼控制。

进一步的，所述最优的相位裕度补偿系数分析过程具体为：

通过变换映射关系对开环截止频率、相位裕度进行变换处理；

以相位裕度补偿系数序列为横坐标、变换后的开环截止频率为纵坐标建立第一拟合曲线；