[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

说明书

本发明公开了一种LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制方法，采样LCL型并网变换器的电网侧电流，对电网侧电流与给定值进行比较，得到一个比较信号，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，将其送入电压环正反馈控制环节得到第二误差信号；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。本方法减小了系统损耗，增大了低频增益，降低了总成本，达到了更好地抑制谐振尖峰的效果。

技术领域

本发明涉及并网变换器入网电流控制的技术领域，尤其是指一种LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制方法。

背景技术

太阳能是可再生能源中最重要的能源之一，将其转化为电能并加以利用是世界各国一直在关注、研究的方向。光伏逆变控制技术是保障由光能转化的电能顺利并入电网的“桥梁”，滤波器是这个“桥梁”中不可或缺的部分。

在低频时，LCL型滤波器的幅频曲线以-20dB/十倍频衰减，相角为-90°，随着频率的升高，幅频曲线在谐振频率处会出现一个谐振尖峰，相角跳变为-270°，之后幅频曲线以-60dB/十倍频衰减。所以LCL型滤波器对高频谐波有很强的抑制能力，但必须采取一定的方法阻尼谐振尖峰，否则容易造成系统不稳定。刘尚伟发表的《单相LCL逆变器并网技术研究》文章表明在滤波电容两端并联电阻可以有效的阻尼谐振尖峰，但电阻会引起不必要的损耗。因此文章采用采样电容电流并反馈回控制端的方法，等效在滤波电容两端并联电阻的效果，但实际上电容电流较难获取到，会增加额外成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制方法，对LCL型滤波器的电容电压通过惯性环节进行正反馈控制，增加了系统的阻尼，实现了对传统LCL型滤波器存在的谐振尖峰的抑制，达到了在滤波电容两端并联电阻的阻尼效果，即实现了虚拟阻抗，这与传统无源阻尼方法和电容电流反馈的有源阻尼方法相比，本方法减小了系统损耗，增大了低频增益，降低了总成本，达到了更好地抑制谐振尖峰的效果。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种LCL型并网变换器正反馈虚拟阻抗的控制方法，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。

进一步，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。

进一步，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