[发明专利]一种基于PI和MPR的光伏LCL并网逆变器谐波抑制方法

说明书

一种基于PI和MPR的光伏LCL并网逆变器谐波抑制方法，包括步骤：建立LCL型三相并网逆变器电流反馈闭环控制模型；应用比例‑谐振控制，并分析其传递函数；对比例‑谐振控制进行改进，得出改进型比例‑谐振控制器；对比比例‑谐振控制和改进型比例‑谐振控制器的幅频特性曲线，对比增益、相角，验证改进型比例‑谐振控制器的优越性；为了抑制并网电流中的5次、7次特定次谐波，构建多重比例控制器；将多重比例控制器引入改进型比例‑谐振控制器中，分析传递函数；将含有多重比例控制器的改进型比例‑谐振控制器多应用于光伏LCL并网逆变器电流PI控制中，在保证对参考电流的无误差跟踪前提下，实现对输出电流中存在的5次、7次等低次谐波进行有效抑制。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种基于PI和MPR的光伏LCL并网逆变器谐波抑制方法。

背景技术

太阳能作为一种新兴的分布式发电单元，由于自身的局限性，相比于传统发电行业，具有孤岛效应、谐波污染等问题。

谐波污染是光伏发电并网必须要解决的问题。并网电压、电流波形的畸变会对沿途线路造成电磁干扰，增加负载的运行负担，严重时会对电网的安全、可靠运行造成严重损害。因此，对光伏发电并网的谐波电流进行准确检测，并且有效抑制是至关重要的。

目前在光伏发电并网逆变器谐波抑制方面，一种方法是改造逆变器硬件电路拓扑，将二阶高通滤波器应用到光伏逆变并网中，对滤波器元器件即电容、电感、电阻进行选型，该方法虽然滤波特性较好，但增加了系统体积和成本。另一种方法是建立基于LC型虚拟同步发电机并网模型，为了有效抑制谐波引起的谐振，引入虚拟阻抗，该方法虽然控制效果较好，但设计复杂，不适合实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在不改造光伏LCL并网逆变器硬件电路拓基础上，可以通过控制算法改进达到谐波抑制的方法，具体是在PI控制的基础上采用改进MPR控制。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于PI和MPR的光伏LCL并网逆变器谐波抑制方法，包括以下步骤：

步骤1，建立LCL型三相并网逆变器电流反馈闭环控制模型；

步骤2，在步骤1建立的LCL型三相并网逆变器电流反馈闭环控制模型中，应用比例-谐振控制，并分析其传递函数；

步骤3，对步骤2中的比例-谐振控制进行改进，得出改进型比例-谐振控制器，分析传递函数；

步骤4，对比步骤2中的比例-谐振控制和步骤3中的改进型比例-谐振控制器的幅频特性曲线，对比增益、相角，验证步骤3中改进型比例-谐振控制器的优越性；

步骤5，为了抑制并网电流中的5次、7次特定次谐波，构建多重比例控制器；

步骤6，将步骤5中多重比例控制器引入步骤3中的改进型比例-谐振控制器中，分析传递函数；

步骤7，将步骤6得到的含有多重比例控制器的改进型比例-谐振控制器多应用于光伏LCL并网逆变器电流PI控制中，在保证对参考电流的无误差跟踪前提下，实现对输出电流中存在的5次、7次等低次谐波进行有效抑制。

本发明进一步的改进在于，步骤1中，建立LCL型三相并网逆变器电流反馈闭环控制模型，包括：G_c(s)并网逆变器电流闭环控制的传递函数；K_PWM逆变电路放大倍数；H为电流反馈系数。

本发明进一步的改进在于，步骤2中，在步骤1建立的LCL型三相并网逆变器电流反馈闭环控制模型中，应用比例-谐振控制，分析其传递函数为：其中：K_P是比例系数；K_R是谐振系数；ω_c是截止频率；ω₀是谐振频率；s为微分算子。