[发明专利]一种弱电网下三相LCL型并网逆变器的相角补偿控制方法

说明书

本发明公开了一种弱电网下三相LCL型并网逆变器的相角补偿控制方法，引入公共耦合点电压前馈，减小了并网逆变器的输出导纳在系统截止频率处的相角，解决了因锁相环带宽较大引起的系统不稳定问题，并保证了系统的动态响应速度。

技术领域

本发明涉及可再生能源发电系统领域，特别是一种弱电网下三相LCL型并网逆变器的相角补偿控制方法。

背景技术

面对日益紧迫的能源危机以及日益增长的电力需求，发展可再生能源发电系统成为一种可行和有效的途径和方案。可再生能源发电系统主要由光伏、风机、储能装置、柴油发电机、变换器和负荷组成。其中光伏发电、风力发电、储能装置和柴油发电机等输出为直流电或高频交流电，因此，为了满足供电需求，变换器作为可再生能源和电网的接口，起着将可再生能源发出的电能转变为交流形式馈送至电网的重要作用。

在弱电网下，锁相环和并网电流闭环通过公共耦合点电压耦合在一起，共同组成整个系统的控制环路，因此在分析系统稳定性时，需要考虑锁相环的影响。锁相环引入负阻尼的频率范围随锁相环带宽的增大而增大，导致系统稳定性降低，通过减小锁相环的带宽来提高系统的稳定性，但这会对系统的动态性产生不利的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种弱电网下三相LCL型并网逆变器的相角补偿控制方法，解决因锁相环带宽较大引起的系统不稳定问题，并保证系统的动态响应速度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种弱电网下三相LCL型并网逆变器的相角补偿控制方法，包括d轴控制部分和q轴控制部分：

所述d轴控制部分包括以下步骤：

1)将系统dq坐标系下q轴小信号公共耦合点电压与相乘，得到的乘积与系统dq坐标系下d轴小信号并网电流相加，得到控制dq坐标系下d轴小信号并网电流其中，是系统dq坐标系下q轴稳定工作点处的并网电流，G_PLL是到两个dq坐标系之间的角度Δθ的传递函数，T_PLL是锁相环PI控制器的传递函数，T_PLL＝k_ppll+k_ipll/s，k_ppll的取值范围为0.7≤k_ppll≤0.9，k_ipll的取值范围为499≤k_ipll≤501，s＝jω，j是虚部单位符号，ω为角频率，是系统dq坐标系下d轴稳定工作点处的公共耦合点电压；

2)将控制dq坐标系下d轴小信号并网电流参考值与相减，得到的差值与控制dq坐标系下d轴电流环PI控制器的传递函数G_id(s)相乘，得到乘积e_d，其中，G_id(s)＝k_pid+k_iid/s，k_pid的取值范围为0.44≤k_pid≤0.46，k_iid的取值范围为999≤k_iid≤1001；将与相乘，得到的乘积与系统dq坐标系下d轴小信号滤波电容电流相加，得到控制dq坐标系下d轴小信号滤波电容电流其中，是系统dq坐标系下q轴稳定工作点处的滤波电容电流；

3)将滤波电容电流反馈有源阻尼系数K_C与相乘，再用乘积e_d减去该乘积得到n_d；

4)将与相乘，再与系统dq坐标系下d轴小信号公共耦合点电压相加，得到控制dq坐标系下d轴小信号公共耦合点电压其中，是系统dq坐标系下q轴稳定工作点处的公共耦合点电压；

5)将d轴相角补偿函数G_comdd(s)与相乘，得到的乘积与n_d相加，得到控制dq坐标系下d轴小信号占空比