[发明专利]一种LCL型并网逆变器的快速鲁棒单电流反馈控制方法

摘要

本发明公开了一种LCL型并网逆变器的快速鲁棒单电流反馈控制方法，通过引入单电流反馈控制，结合提出的快速鲁棒PWM调制方法，实现逆变器并网控制。该发明仅需对并网电流进行采样，无需额外的传感器，降低了硬件成本，提高了系统可靠性。本发明的快速鲁棒PWM控制方法，在不引入占空比限制的情况下，完全消除了并网电流外环和有源阻尼内环一拍滞后的计算延时，实现了等效阻尼电阻的正负分界频率高于LCL谐振频率设计范围的本质要求，且该方法允许0.5倍开关周期的采样和占空比计算时间，提高了并网逆变器的整体鲁棒性和动态性能。

主权项

一种LCL型并网逆变器的快速鲁棒单电流反馈控制方法，其特征在于，该方法包括：1)在每个采样周期的起始点，LCL型并网逆变器的A/D采样电路对电网电压ug，并网电流ig，滤波电容电压uc和LCL型并网逆变器的逆变电路直流侧电容电压Udc分别进行采样，并将采样数据送给LCL型并网逆变器的控制模块处理；2)并网电流ig经过基于高通滤波器的并网电流反馈有源阻尼模块Gv(s)得到控制信号u1；基于高通滤波器的并网电流反馈有源阻尼模块Gv(s)的表达式为：其中，ωd、Kd分别为高通滤波器的截止角频率和增益，s＝jω，j是虚部单位符号；3)并网电流ig与给定并网电流指令信号iref作差得到信号ei；4)信号ei经过并网电流准谐振控制器G(s)得到控制信号u2；并网电流准谐振控制器G(s)的表达式为：G(s)=Kp+2Krωrss2+2ωrs+ω02]]>其中，Kp和Kr分别为并网电流准谐振控制器G(s)的比例系数和谐振增益，ωr为截止频率；ω0为基波角频率；5)控制信号u1和控制信号u2作差得到LCL型并网逆变器控制信号ud；6)LCL型并网逆变器控制信号ud和载波utri经过快速鲁棒PWM调制方法，得到LCL型并网逆变器的占空比d；占空比d经LCL型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；快速鲁棒PWM调制方法分为两个阶段实现：1)在开机运行初始阶段，即0时刻到kTs时刻,采用PWM调制，在载波波谷处装载上一个开关周期的占空比d(i‑1)；2)LCL型并网逆变器运行的第二阶段，一个开关周期装载两次占空比信号，装载位置分别位于载波的波谷和波峰的位置，在载波波谷处装载占空比D1(k+i)，在载波波峰处装载占空比D(k+i),并且满足D1(k+i)＝D(k+i‑1)，并优先执行AD采样与PWM调制信号计算，在0.5Ts前完成占空比计算，Ts为开关周期；其中D1(k+i)为在第k+i个开关周期，其中i≥2，载波波谷处装载的占空比；D(k+i)为在第k+i个开关周期载波波峰处装载的占空比；d(k‑i)为第k‑i个开关周期的占空比；D(k+i‑1)为在第k+i‑1个开关周期载波波峰处装载的占空比。