[发明专利]一种双电感电流变化的LCL型并网逆变器电流控制方法

说明书

本发明公开了一种双电感电流变化的LCL型并网逆变器电流控制方法，通过对逆变器侧的电感电流和电网侧电感电流变化量分别进行分解以及求和的过程，来实现同时兼顾并网电流跟踪以及谐振抑制。具体按照以下步骤实施：步骤1：列写单相等效电路表达式和定义三种工作状态占空比。步骤2：双分解过程；先对LCL滤波器的两个电感进行双分解，在调制波正半周期T_s/2中，得到逆变器侧电感电流和并网电流的双分解公式；步骤3：求和过程；通过总结以上公式得到调制波正半周期内两个电感的总电流变化。步骤4：得到x相占空比表达式。本发明所提出的D‑D‑Σ电流控制方法更加适用于LCL型并网逆变器，在具备D‑Σ电流控制方法优势的同时降低了谐振抑制难度。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种双电感电流变化的LCL型并网逆变器电流控制方法。

背景技术

碳排放是导致全球变暖的主要原因之一，在我国碳排放的占比中，电力和供热部门在生产环节中化石燃料的燃烧占据半数以上。为应对气候变化以及能源消耗，国家提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的碳目标。为实现“3060”碳目标，一个重要的措施是大力发展新能源发电技术，从而弥补逐步退出煤发电计划时的能源供应。而在新能源发电领域，近些年来光伏发电、风力发电等获得了迅猛发展。

并网逆变器是实现发电系统中电能汇入交流电网的重要装置，其目标是实现高效率、低并网电流谐波以及高可靠性。LCL型滤波器相较于L、LC型滤波器具备更加良好的高频谐波抑制能力，因此LCL型滤波器是较为常见的并网滤波器。但是，LCL型滤波器是一个三阶系统，系统存在谐振峰，可能会导致较大的谐振电流，从而导致系统不稳定。D-Σ电流控制方法是一种基于逆变器模型的并网电流控制方法，通过考虑电感电流变化，直接推导出并网电流占空比表达式。该方法避免了复杂的坐标变换，能够直接在三相abc坐标系下进行电流控制，更加适用于电网电压非正常工况。传统的D-Σ电流控制方法在LC型并网逆变器中的应用已经较为成熟，但是应用至LCL型并网逆变器中时需要额外的阻尼方法去抑制谐振峰，例如基于电容电流反馈的谐振抑制方法。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明的目的是提供一种适用于LCL型并网逆变器且同时兼顾并网电流跟踪和谐振抑制的D-D-Σ电流控制方法，通过对逆变器侧的电感电流和电网侧电感电流变化量分别进行分解以及求和的过程，来实现同时兼顾并网电流跟踪以及谐振抑制。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双电感电流变化的LCL型并网逆变器电流控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：列写单相等效电路表达式和定义三种工作状态占空比；

首先在调制波正半周期内，忽略功率器件压降和死区时间影响，根据基尔霍夫电压定律可以得到中点电位平衡下的x相等效电路的数学表达式为：

公式(1)中，U_dc是输入直流电源电压，U_PCCx表示公共耦合点PCC上的电压；逆变器侧电感L_xi、电容C_x和电网侧电感L_xg构成了LCL滤波器；电网侧电感L_xg不包括电网阻抗；其中，n表示采样时刻，t_pon表示U_dc/2的动作时间；i_xi为逆变器侧电流，i_xg为电网侧电流；

同样地，在调制波负半周期内，忽略功率器件压降和死区时间影响，根据基尔霍夫电压定律得到中点电位平衡下的x相等效电路的数学表达式为：