[发明专利]并网逆变器中相位补偿谐振控制器的设计方法

说明书

本发明公开了一种并网逆变器中相位补偿谐振控制器的设计方法，其特征是：首先忽略谐振控制器的作用，求取相位补偿谐振控制器的比例系数；再根据基波参考电流的稳态跟踪误差要求，以及各谐振控制器的响应速度，求取相位补偿谐振控制器的各次谐波系数；进而获得各谐振控制器的最大相位滞后角；最后综合并网逆变器系统和谐振控制器的相位滞后，求取相位补偿谐振控制器的相位超前角。本发明能够增强并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性，保证并网逆变器安全稳定运行。

技术领域

本发明属于逆变器控制领域，更具体地说是涉及并网逆变器的电流控制器设计方法。

背景技术

当前，经济社会的不断发展促使世界各国对于能源的需求日益增长，而能源短缺和环境污染的形势也愈发严峻。为应对环境污染问题及实现能源的可持续发展，近年来我国基于可再生能源的分布式发电系统已获得了巨大的发展，作为分布式发电系统和电网之间的接口装置，并网逆变器的功能是将前级可再生能源产生的直流电逆变为高质量的工频交流电，以送入电网。然而，随着电力电子化电力系统的不断发展，非线性负载的大量应用将导致电网电压中含有大量的背景谐波，电网电压背景谐波将对逆变器的并网电流产生严重谐波污染，降低逆变器的并网电能质量。为了有效衰减电网电压背景谐波，保证并网电流的电能质量，逆变器的电流控制器常采用多并联谐振控制器。然而，在实际的分布式发电系统中，当电网的运行方式发生改变时，电网阻抗可能在较大范围内变化。随着电网阻抗的不断增大，并网逆变器系统的稳定性将逐渐降低，甚至出现失稳现象，威胁着分布式发电系统的安全稳定运行。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种并网逆变器中相位补偿谐振控制器的设计方法，以增强并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性，保证并网逆变器安全稳定运行。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明并网逆变器中相位补偿谐振控制器的设计方法的特点是：首先忽略谐振控制器的作用，求取相位补偿谐振控制器的比例系数；再根据基波参考电流的稳态跟踪误差要求，以及各谐振控制器的响应速度，求取相位补偿谐振控制器的各次谐波系数；进而获得各谐振控制器的最大相位滞后角；最后综合并网逆变器系统和谐振控制器的相位滞后，求取相位补偿谐振控制器的相位超前角。

本发明并网逆变器中相位补偿谐振控制器的设计方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、忽略谐振控制器的作用，设定相位补偿谐振控制器比例系数K_p满足式(1)：

其中：

T_s为并网逆变器的采样周期；K_pwm为逆变桥增益；

L₁为LCL滤波器的逆变侧电感，L₂为电网侧电感；

γ₀为忽略谐振控制器作用下系统相位裕度的最小设定值；

步骤2、根据基波参考电流稳态跟踪误差的要求，以及各谐振控制器的响应速度，设定相位补偿谐振控制器基波系数K₁满足式(2)：

其中：

M₁为系统开环传递函数在基波角频率下的幅值；

ω₁为电网的基波角频率；η为逆变器基波参考电流的稳态跟踪误差最小设定值；