[发明专利]一种LCL逆变器弱阻尼谐振抑制与功率快速调节方法

摘要

本发明公开了一种LCL逆变器弱阻尼谐振抑制与功率快速调节方法，主要包括鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制，同步参考系准比例积分控制和功率前馈控制。其中鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制器能够克服系统弱阻尼特性，抑制LCL谐振尖峰，并且提高系统对电网阻抗变化的鲁棒性；同步参考系准比例积分控制能够补偿无功功率，并且调节瞬时电网电流不受电网频率偏移的影响始终维持零稳态误差；而功率前馈控制可加快光伏直流侧能量向电网交流侧能量的单向传递过程。本发明实现了LCL型并网分布式发电系统的弱阻尼谐振抑制；加快了功率调节过程；并且提高了系统对于电网频率偏移和电网阻抗变化的鲁棒性。

主权项

1.一种LCL逆变器弱阻尼谐振抑制与功率快速调节方法，适用于单相LCL型并网光伏系统；所述单相LCL型并网光伏系统包括依次连接的光伏阵列、升压电路、逆变电路、LCL滤波器和负载；其特征在于，该方法包括以下步骤：在每个采样周期的起始点，对光伏电压upv、光伏电流ipv、电网电压us、并网电流ig、负载电流iL分别进行采样；1)根据光伏电压u_pv和光伏电流i_pv的瞬时值进行最大功率点跟踪，并计算出每个采样周期的有功功率P_pv，利用傅里叶算法计算出每个电网周期内的电网电压有效值U_s，利用所述有功功率P_pv、电网电压有效值U_s计算并网电流的有功电流幅值指令将采集的负载电流i_L经过坐标变换得到并网电流的无功电流幅值指令2)使用并网电流二重采样方法减少有源阻尼环路的控制延迟，并网电流ig在采样时刻位于三角载波的波峰和波谷处相应的电流值分别为ig‑peak和ig‑through；3)求得ig‑peak的虚拟α相和β相电流，分别为iα和iβ，将iα和iβ经过坐标变换即得到pq旋转坐标系下并网电流的有功分量和无功分量；4)将有功电流幅值指令与并网电流有功分量的差值E_p、无功电流幅值指令与并网电流无功分量的差值E_p作为QPI控制器的输入，QPI控制器的输出信号经过坐标变换，等效为SRFQPI；SRFQPI控制器的输出值为u_r(k)；SRFQPI控制器是指同步参考系准比例积分控制器；5)将并网电流i_g‑through与RGCFAD控制器的反馈函数相乘，其中K_g和ω_g分别是RGCFAD控制器的增益和截止角频率；T_s是采样周期；并网电流与RGCFAD控制器的反馈函数相乘之后得到并网电流反馈信号u_ig(k)；RGCFAD控制器是指鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制器；6)将SRFQPI控制器的输出信号ur(k)与RGCFAD控制器的输出信号uig(k)相减得到调制信号um；7)将调制信号um与采样频率1/Ts相乘，得到的值与零阶保持器的传递函数Gh(s)相乘，得到SPWM调制波信号D；8)对SPWM调制波信号D和三角载波进行双极性调制，得到逆变电路开关管的占空比信号，经LCL型单相并网逆变器的驱动保护电路，控制逆变电路开关管的开通与关断。