[发明专利]一种LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制方法

权利要求书

1.一种LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制方法，其特征在于，包括：

采样LCL型并网变换器的电网侧电流I₂，对电网侧电流I₂与给定值I_ref进行比较，得到一个比较信号，然后将其送入到电流调节器中，得到第一误差信号；采样LCL型并网变换器中的LCL型滤波器的滤波电容的端电压U_C，将其送入电压环正反馈控制环节得到第二误差信号，通过电压环正反馈控制环节实现了对谐振尖峰的抑制，达到了在滤波器的滤波电容两端并联电阻的控制效果，即电压环正反馈控制环节成为了虚拟阻抗；把第一误差信号和第二误差信号比较得到驱动开关器件的脉宽调制信号，再用该脉宽调制信号驱动开关器件，使虚拟阻抗的效果作用于LCL型并网变换器，从而实现LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制；

所述LCL型并网变换器中的LCL型滤波器由变换器侧电感、滤波电容和网侧电感组成，Z_L1(s)、Z_L2(s)、Z_C(s)分别对应变换器侧电感、网侧电感、滤波电容的阻抗，忽略寄生参数，得：

Z_L1(s)＝sL₁

Z_L2(s)＝sL₂

推导得LCL型滤波器的传递函数为G₁(s)：

式中：s是复频域变量，L₁是变换器侧电感的电感值、C是滤波电容的电容值，L₂是网侧电感的电感值，ω_n是自然谐振频率，表达式为：

引入阻尼对LCL型滤波器进行校正，即对LCL型滤波器的传递函数的分母加入s的一次项，此时LCL型滤波器的传递函数为G₂(s)：

根据此时LCL型滤波器的传递函数G₂(s)的表达式，得LCL型并网变换器的电网侧电流I₂对控制信号的传递函数为G_d0(s)：

式中：ξ是谐振极点的阻尼系数，K_u是一个系数，由开关管组成的桥臂与滤波器连接端的端电压u_dc决定；

引入待校正的电压环正反馈控制环节后，推导得到此时LCL型并网变换器的传递函数为G_d(s)：

式中：G_F(s)为待校正的电压环正反馈控制环节；

对比G_d(s)和G_d0(s)，得G_F(s)：

G_F(s)为一阶微分环节，表达式中带有负号，因此对G_F(s)进行校正；

一阶微分环节与惯性环节的频率特性曲线关于频率轴对称，将G_F(s)校正为惯性环节以去除G_F(s)表达式中的负号，校正后G_F(s)变为G_VF(s)：

式中：G_VF(s)为校正后的电压环正反馈控制环节，A₁、A₂为两个待定系数；

待定系数的计算：

根据微分环节与惯性环节的等效关系，得：

2.根据权利要求1所述的一种LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制方法，其特征在于：所述电流调节器选用PI调节器G_i(s)，表达式为K_P+K_I/s，式中，s是复频域变量，K_P为电流调节器的比例参数，K_I为电流调节器的积分参数。

3.根据权利要求1所述的一种LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制方法，其特征在于：所述LCL型并网变换器为LCL型并网逆变器或LCL型并网整流器。