[发明专利]一种负带通滤波器反馈进网电流有源阻尼方法及控制系统

说明书

本发明公开一种负带通滤波器反馈进网电流有源阻尼方法及控制系统，涉及由LCL型并网逆变器主控制回路以及负带通滤波器反馈进网电流有源阻尼支路组成的控制系统。采样得到的进网电流经过负带通滤波器模块、阻尼支路反馈系数模块，产生第一输出信号；进网电流与给定参考电流通过减法器相减，得到的电流偏差信号经过电流控制器产生第二输出信号；第一输出信号与第二输出信号通过减法器相减得到调制波，调制波输入到PWM模块，产生驱动信号驱动逆变器功率器件。本发明提出的负带通滤波器反馈进网电流有源阻尼方法可节省传感器数量，并降低系统成本和提高系统可靠性；同时能够更好地抑制抑高频噪声和电网背景谐波对进网电流质量的影响。

技术领域

本发明涉及并网逆变器控制领域，具体涉及一种负带通滤波器反馈进网电流有源阻尼方法及控制系统。

背景技术

在实现相同滤波效果的前提下，LCL滤波器相比单L滤波器具有体积小、成本低的优势，但易发生谐振导致并网系统失稳。抑制LCL滤波器谐振常见方法可分为无源阻尼和有源阻尼两类，其中无源阻尼实现简单且不受开关频率限制，但增加了系统损耗。

通过反馈LCL滤波器状态量实现有源阻尼，具有实现简单、控制灵活、鲁棒性强的优点。已有方法中，滤波电容电流比例反馈、滤波电容电压微分反馈和网侧电感电压微分反馈在实际场合中已得到应用，但滤波电容电流脉动较大难以精确测量，电感电压积分反馈要求采样量不能含有直流偏置，电容电压微分反馈要求采样量尽可能的降低高频噪声含量；而且，上述方法需要额外配备高精度、高性能的传感器，这无疑增加了系统成本，降低了系统可靠性。理论推导可知，对进网电流二阶微分反馈能够取得相同的阻尼效果，并能够节省一个高精度传感器，但由于高阶微分易放大高频噪声，影响进网电流质量，因此无法直接在实际系统中应用。已有方法提出利用负高通滤波器等效二阶微分环节反馈进网电流实现有源阻尼，但负高通滤波器对高频噪声仍具有放大作用，影响阻尼效果以及进网电流质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种负带通滤波器反馈进网电流有源阻尼方法及控制系统

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种负带通滤波器反馈进网电流有源阻尼控制系统，包括：

负带通滤波器模块、阻尼支路反馈系数模块、第一减法器模块、电流控制器模块和第二减法器模块；

进网电流分别连接负带通滤波器模块、第一减法器模块的输入端，所述负带通滤波器模块的输出端连接阻尼支路反馈系数模块的输入端，所述阻尼支路反馈系数模块的输出端连接第二减法模块的输入端；所述第一减法器模块的输入端连接参考电流与进网电流，所述输出端连接电流控制模块，所述电流控制模块的输出端连接第二减法模块输入端，第二减法器模块的输出端连接PWM模块。

可选地，所述电流偏差信号接入到电流控制器输入端，电流控制器的输出端与第二减法器的输入端相连；进网电流与参考电流，经过第一减法器作用，得到电流偏差。

可选地，所述的负带通滤波器的带通中心频率设为谐振频率。

可选地，所述的负带通滤波器的传递函数配置为：式中H(s)表示负带通滤波器，s表示频域复频率，Q为负带通滤波器品质因数，ω_res为谐振角频率。

可选地，所述的电流控制器模块配置为准PR控制器。

可选地，所述的负带通滤波器模块的品质因数与阻尼支路反馈系数模块相互耦合。

可选地，对于负带通滤波器模块与阻尼支路反馈系数模块，将可自由配置的四个极点，配置为两对共轭极点，分别在谐振处以及基波处。