[发明专利]LC型三相并网逆变系统单环控制方法

权利要求书

1.一种LC型三相并网逆变系统单环控制方法，其特征在于，LC型三相并网逆变系统包括直流输入电压源U_dc、基于脉冲宽度调制控制的三相逆变器、LC滤波器，电网线路等效电阻R_a、R_b、R_c，一个网侧三相电流检测变送器、三个用于对电流误差信号进行调节的比例复数积分PCI控制器和三个用于对电流误差信号进行调节的重复控制器，首先在网侧三相电流检测变送器的作用下，获取三相实际并网电流i_a、i_b、i_c，并将该值与对应的三相指令电流i_aref、i_bref、i_cref比较做差，得到对应误差信号；然后每项的误差信号流向对应的一个PCI与一个重复控制并联复合组成的控制器，经重复控制器进行控制获取输出信号和经PCI控制器进行控制获取输出信号相加，获取复合控制下总的输出信号，该总的信号流向PWM模块，并触发调制信号；最后经PWM模块输出开关驱动信号，该信号经驱动电路后控制并网逆变器开关管的接通与关断，进而控制并网逆变系统输出电流的幅值、相位以及电流质量。

2.根据权利要求1所述LC型三相并网逆变系统单环控制方法，其特征在于，所述PCI控制器的数学模型为：

$G_{PCI}=K_p+\frac{K_i}{s-{\mathrm{j\ω}}_0}$

系统对应PCI控制时闭环传递函数为：

$T\left(s\right)=\frac{I_0\left(s\right)}{I_{ref}\left(s\right)}=\frac{a_{1}s+a_0}{b_3{s}^3+b_2{s}^2+b_{1}s+b_0}$

$\left\{\begin{array}{c}{a}_1=-{\mathrm{Kk}}_p\\ a_2=-{\mathrm{Kk}}_i-{\mathrm{j\ω}}_0-{\mathrm{Kk}}_p\\ b_3=LC\\ b_2=RC-{\mathrm{j\ω}}_{0}LC\\ b_1=-{\mathrm{Kk}}_p+1+{\mathrm{j\ω}}_{0}RC\\ b_0=-{\mathrm{Kk}}_i-{\mathrm{j\ω}}_0(1+{\mathrm{Kk}}_p)\end{array}\right.$

其中ω为电网频率，ω₀为给定交流频率、K为PWM等效增益、I_ref(s)为指定电流参考量、I₀(s)为电流输出量；

PCI控制时系统闭环传函的幅频特性和相频特性，分别为

$\left|T\left(s\right)\right|=\frac{K\sqrt{{k_i}^2+{k_p}^2{(\mathrm{\ω}-{\mathrm{\ω}}_0)}^2}}{\sqrt{m^2+n^2{(\mathrm{\ω}-{\mathrm{\ω}}_0)}^2}}$

$\left\{\begin{array}{c}m={\mathrm{Kk}}_i+{\mathrm{RC\ω\ω}}_0-{\mathrm{RC\ω}}^2\\ n={\mathrm{LC\ω}}^2-{\mathrm{Kk}}_p-1\end{array}\right.$

$\∠T\left(s\right)=\arctan \left(\frac{k_p(\mathrm{\ω}-{\mathrm{\ω}}_0)}{k_i}\right)-\arctan \left(\frac{({\mathrm{LC\ω}}^2-{\mathrm{Kk}}_p-1)(\mathrm{\ω}-{\mathrm{\ω}}_0)}{{\mathrm{Kk}}_i+{\mathrm{RC\ω\ω}}_0-{\mathrm{RC\ω}}^2}\right).$

3.根据权利要求1所述LC型三相并网逆变系统单环控制方法，其特征在于，所述重复控制器的数学模型为

其中Z^-N为延迟环节，N取值200，Q(z)取值0.95，G_c(z)为补偿器，G_c(z)＝K_r·z^k·S(z)，其中K_r为重复控制器增益，取值为0.7，z^k为超前补偿环节，S(z)为低通滤波器，且S(z)＝S₁(z)S₂(z)，其中S₁(z)为陷波器，S₂(z)为二阶低通滤波器。