[发明专利]一种新型光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略

说明书

本发明公开一种新型光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略，其特征在于该策略忽略了 LCL 滤波器本身存在的谐振问题，采用无源阻尼和有源虚拟阻尼电阻并联方案，抑制 LCL 滤波器产生的谐波，提高并网电压和电流的稳定性。通过准比例谐振与有源阻尼相结合的控制策略，提高电网并网系统的动稳态性能，减少额外的功率损耗。通过建立无源和有源的系统控制模型，构建开闭环传递函数，从而求出前馈系数。本发明的策略能更好抑制谐波，不额外增加功率损耗，能提高系统的动稳态性能，降低并网电流和电压的谐波含量，抗干扰能力较强，为准比例谐振控制中抑制 LCL 自身的谐波提供了一种新方法。

技术领域

本发明属于谐振抑制领域，尤其涉及一种采用无源阻尼和有源虚拟阻尼电阻并联方案的新型光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略。背景技术随着经济发展，全球的不可再生能源危机日益加剧，可再生清洁能源得到广泛关注。太阳能作为清洁、无污染的自然资源被广泛应用。光伏发电需要光伏并网逆变技术，将太阳能产生的直流电通过并网逆变器转换成交流电，实现并网发电。逆变器是太阳能电源与电网接口的重要装置，其性能优劣对电能质量和电网安全稳定起着至关重要的作用。

逆变器通过LCL滤波器直接与电网相连，且逆变过程和LCL滤波器本身都产生大量的谐波，导致电能质量下降和电网不能稳定运行。LCL为一个三阶系统，自身存在一个无阻尼谐振点，需采用阻尼措施维持系统稳定。阻尼措施主要分为有源阻尼和无源阻尼两大类：有源阻尼通过采样滤波电容电压或电流信号作为内环反馈来实现LCL谐振点的抑制，虽然不存在损耗的问题，但是增加了控制的复杂度和额外的传感器；无源阻尼通过在滤波电容支路串联或并联阻尼电阻来实现谐振电流的抑制，控制策略简单可靠，得到了更广泛的应用。有学者提出准比例谐振控制策略来提高电网电压的抗谐波能力和系统的稳定性，但未考虑LCL滤波器自身的谐振对整个系统产生的影响。

发明内容

本发明就是针对上述问题，设计了一种新型光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略，该策略忽略了LCL滤波器本身存在的谐振问题，采用无源阻尼和有源虚拟阻尼电阻并联方案，抑制LCL滤波器产生的谐波，提高并网电压和电流的稳定性。通过准比例谐振与有源阻尼相结合的控制策略，提高电网并网系统的动稳态性能，减少额外的功率损耗。通过建立无源和有源的系统控制模型，构建开闭环传递函数，从而求出前馈系数。

本发明采用的技术方案是，一种新型光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略，包括新型LCL滤波器、准比例谐振无源阻尼抑制策略、准比例谐振有源阻尼抑制策略。所述的三阶有源阻尼LCL滤波器，由网侧电抗、桥侧电抗和支路电容组成，起到滤除高频谐波的作用。

所述的准比例谐振无源阻尼抑制策略，提高电网的抗干扰性能，有效抑制谐波。

所述的准比例谐振有源阻尼抑制策略，运用无源阻尼电阻并联LCL滤波的并网逆变器系统控制，通过等效变换原则，可以得到有源虚拟阻尼电阻并联的系统控制方案，又传递函数具有等效原则，因此能够计算出滤波电容电压的前馈系数A。

本发明的有益效果是，该新型光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略，能更好抑制谐波，不额外增加功率损耗，能提高系统的动稳态性能，降低并网电流和电压的谐波含量，抗干扰能力较强，为准比例谐振控制中抑制LCL自身的谐波提供了一种新方法。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。图1是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明的新型光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略，包括新型LCL滤波器、准比例谐振无源阻尼抑制策略、准比例谐振有源阻尼抑制策略。

所述的三阶有源阻尼LCL滤波器，由网侧电抗、桥侧电抗和支路电容组成，起到滤除高频谐波的作用。LCL滤波器逆变器侧电感L1为1.75mH，内阻R1为0.15，网侧电感L2为0.5mH，内阻R2为0.1，滤波电容为MERGEFORMAT。