[发明专利]在带LCL并网的PWM变换器系统及其控制信号的采集方法

说明书

本发明公开了一种带LCL并网的PWM变换器系统，包括LCL滤波单元、PWM变换器功率单元、信号采集单元、控制单元；其中控制单元，根据采集的电容电压和变换器电流构造并网电流和电网电压基波信号，并对PWM变换器功率单元进行控制。本发明的有益效果是：本发明利用电容电压和变换器电流构造并网电流和电网电压基波分量，能够在有效地对变换器进行过流保护和抑制LCL谐振的基础上，降低系统的成本，同时由于整个计算过程只有积分而没有微分环节，因而不会引入高频干扰影响控制性能。

技术领域

本发明涉及PWM变换器控制技术领域，特别涉及一种在带LCL并网的PWM变换器系统及其控制信号的采集方法。

背景技术

目前，带LCL并网的PWM变换器具有非常广泛地应用，如PWM整流器、动态无功补偿器、有源滤波器及光伏并网逆变器等。PWM变换器系统的控制目标是并网电流，而并网电流会对并网电流产生直接影响，因此还需要知道电网电压的瞬时基波相位，目前最常用的方法是直接采用传感器进行采集，但增加传感器意味着增加成本，仅单相系统而言，采用传感器直接采集的方式，则需要增加六个传感器。为了降低系统成本，本发明提供了一种有效的解决办法。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种能够保证PWM控制系统稳定且降低系统成本的带LCL并网的PWM变换器系统及在带LCL并网的PWM变换器系统的控制信号的采集方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种在带LCL并网的PWM变换器系统的控制信号的采集方法，具体的：

并网电流Ig依据公式：

电网电压U_g依据公式：

获得；其中，C是三阶滤波器中电容器的电容，Lg为三阶滤波器网侧电感的电感值，ω′是系统的频率，s是复频域内的一个复数变量。

其中，所述公式(1)和公式(2)中的正弦信号的微分算法采用二阶频率自适应滤波器；所述频率自适应是指系统的频率ω′能够通过锁频环在线计算，并且将计算结果直接代入二阶滤波器，从而实现在频率波动时仍能够准确实现信号的微分。

所述二阶频率自适应滤波器采用双反馈环的机构实现，输入信号与反馈信号做差得到误差信号，误差信号乘以频率再与微分信号做差，再进一步积分，得到反馈信号，再进一步积分得到负微分信号。

所述网侧电流的获得，是通过电容电压经过二阶频率自适应滤波器得到负的电容电流，然后再将负的电容电流与变换器侧电流相加得到的。

所述电网电压的获得，是网侧电流经过二阶频率自适应滤波器得到负的网侧电感两端的电压，然后将网侧电感两端的电压与电容电压相加得到的。

获得所述网侧电流和所述电网电压的两个二阶频率自适应滤波器串联。

为了更好的实现上述发明目的，本发明还提供了一种带LCL并网的PWM变换器系统，其特征在于，包括LCL滤波单元、PWM变换器功率单元、信号采集单元、控制单元；所述PWM变换器功率单元通过LCL滤波单元与电网连接；

其中，所述控制单元构造基波信号所采用的如下公式得到：

其中，U_c为实时采集的三阶滤波器中电容的电压，Ii为实时采集的变换器电流，C是三阶滤波器中电容器的电容，Lg为三阶滤波器网侧电感的电感值，ω′是系统的频率，s是复频域内的一个复数变量。