[发明专利]一种单相LCL型并网逆变器双环控制方法

说明书

本发明涉及一种单相LCL型并网逆变器双环控制方法，包括以下步骤：S1：入网电流实测值与入网电流参考值求差后，经重复模糊RP控制器得到滤波电容电流参考值；S2：滤波电容电流实测值与滤波电容电流参考值求差后，经内环比例控制器得到电流控制值；S3：电流控制值输入到SPWM模块，得到四个开关驱动信号，控制单相LCL型并网逆变器中开关器件的关断和导通；所述内环比例控制器的比例参数K_c与振荡环节的阻尼比成正比例关系。与现有技术相比，本发明能够在保证系统稳定的前提下，提高入网电流的波形质量、跟踪精度和功率因数，同时有利于对桥臂开关管的保护，保证整个逆变器系统安全可靠的运行。

技术领域

本发明涉及逆变器控制领域，尤其是涉及一种单相LCL型并网逆变器双环控制方法。

背景技术

现代社会随着经济发展和能源消耗，传统的化石能源造成的污染以及其自身的枯竭问题已经不可避免，人类把更多的目光放在可再生能源上。风能和太阳能则是干净无污染的新能源，蕴含量丰富，为首要之选。而逆变器技术，则是新能源接入电网过程中极其重要的技术之一。

逆变器是微电网并网的关键器件，并网逆变器的控制技术也逐渐成为微电网并网的重点。并网逆变器的控制根据控制对象可以大致分为三类：电流控制、电压控制、模拟同步电机控制，其中常见的是并网逆变器的电流控制。电流控制是指控制入网电流完成对电网电压同频同相的跟踪，同时满足系统输出的功率因数cos为1，且使入网电流的谐波畸变应尽量小。因此对逆变器并网系统中的滤波器设计至关重要。与L型、LC型滤波器相比，LCL型滤波器具有体积小、成本小、损耗小的优点，且对高频谐波电流有较好的衰减作用，同时LCL型滤波器是三阶系统因阻尼较小，其引起的谐振问题成为目前研究的热点。

逆变器电流控制策略常见的有PI控制、PR控制、重复控制、无差拍控制，滞环控制等。PI环节在提高系统快速性的同时也存在相位误差。PR环节用以消除相位误差，但是PR控制器参数难以调整，无法自适应调节外界干扰对系统性能的影响。LCL型逆变器系统的复杂性以及传统电流控制的局限性，因此，研究LCL滤波器下的并网逆变器控制方法具有重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的LCL型并网逆变器是一个三阶多变量系统、入网电流单环控制难以满足系统的稳定性的缺陷，而提供一种单相LCL型并网逆变器双环控制方法，该方法能够在保证系统稳定的前提下，提高入网电流的波形质量、跟踪精度和功率因数，同时有利于对桥臂开关管的保护，保证整个逆变器系统安全可靠的运行。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种单相LCL型并网逆变器双环控制方法包括以下步骤：

S1：入网电流实测值与入网电流参考值求差后，经重复模糊RP控制器得到滤波电容电流参考值；

S2：滤波电容电流实测值与滤波电容电流参考值求差后，经内环比例控制器得到电流控制值；

S3：电流控制值输入到SPWM模块，得到四个开关驱动信号，控制单相LCL型并网逆变器中开关器件的关断和导通；

所述内环比例控制器的比例参数K_c与振荡环节的阻尼比成正比例关系，K_c取值范围为0.12-0.30。

所述比例参数K_c取值为0.20。

所述重复模糊PR控制器包括重复控制器和模糊PR控制器，所述步骤S1中，入网电流实测值与入网电流参考值的差值e分别经过重复控制器和模糊PR控制器后，对应得到第一电流值和第二电流值，第一电流值和第二电流值相加得到滤波电容电流参考值。

所述重复控制器的传递函数G(z)满足以下公式；