单相LCL滤波并网逆变器的进网电流控制方法

摘要

本发明公开了一种单相LCL滤波并网逆变器的进网电流控制方法，属于并网逆变器进网电流控制领域。该方法将单相LCL滤波器中易测的6个电压电流变量均采用比例、积分、微分反馈，得到18种反馈，并选择适当的反馈组合将LCL滤波并网逆变器系统传递函数的特征方程从三阶配置为四阶，保证配置后的特征方程的四个极点可以自由配置，再将配置的四阶特征方程进一步配置成两极点为基波频率处共轭极点、两极点为谐振频率处共轭极点的形式，最后通过比较获得所选的反馈组合中的各反馈系数。本发明方法实现了系统开环传递函数前向通路上的高增益，同时自然谐振频率处的谐振峰得到了有效抑制，系统具有良好的稳态及动态响应。

主权项

一种单相LCL滤波并网逆变器的进网电流控制方法，在该方法所针对的单相LCL滤波并网逆变器中，LCL滤波器是由逆变器侧电感(L1)、滤波电容(C1)和网侧电感(L2)构成，逆变器输出电压(uinv)至进网电流(iL2)的传递函数为： G u inv i L 2 ( s ) = 1 L 1 L 2 C 1 s · 1 s 2 + ω res 2 - - - ( 1 ) 式中：s为复频域中的复频率变量，ωres为LCL滤波器的自然谐振频率，其特征在于：该方法包括如下步骤：I、选择反馈组合方案令： X = F { u L 1 i L 1 i C 1 u C 1 u L 2 i L 2 P I D } = F ( u L 1 · P + u L 1 · I + u L 1 · D + i L 1 · P + i L 1 · I + . . . + i L 2 · P + i L 2 · I + i L 2 · D ) - - - ( 2 ) 式中：uL1为逆变器侧电感电压，iL1为逆变器输出电流，iC1为滤波电容电流，uC1滤波电容电压，uL2为网侧电感电压，iL2为进网电流，P表示比例反馈，I表示积分反馈，D表示微分反馈，F表示反馈的某种组合方案；即，在式(2)的18种反馈中选择一种反馈组合方案；II、配置四阶系统特征方程根据选择的反馈组合方案，将式(1)所示的传递函数配置为如下形式： G u i L 2 ( s ) = b 0 s a 0 s 4 + a 1 s 3 + a 2 s 2 + a 3 s 1 + a 4 s 0 - - - ( 3 ) 式中：u为外环调节器输出，b0、a0、a1、a2、a3、a4均为式(2)中各反馈的反馈系数的线性组合；则配置的四阶系统特征方程为： D ( s ) = s 4 + a 1 a 0 s 3 + a 2 a 0 s 2 + a 3 a 0 s 1 + a 4 a 0 s 0 - - - ( 4 ) III、获取反馈系数将式(4)配置为如下形式： D ( s ) = ( s 2 + ω 0 2 ) ( s 2 + 2 ζω n s + ω n 2 ) - - - ( 5 ) 式中：ω0为基波频率，ωn为期望的谐振频率，ζ为谐振频率处共轭极点的阻尼比；将式(4)与式(5)比较，即得出所选择的反馈组合方案中各反馈系数的大小。