[发明专利]一种LCL滤波器有源阻尼控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种LCL滤波器有源阻尼控制方法及系统。所述方法针对通过LCL滤波器并网的三相逆变器，利用电流传感器采集LCL滤波器电容支路的三相电流瞬时值，将获得的三相电流瞬时值作为有源阻尼反馈环节的输入；设置有源阻尼反馈环节的控制参数，具体数值可根据系统需求的阻尼按照公式计算得到；将有源阻尼反馈环节的输出作为附加信号加到并网逆变器的电流比例积分控制器输出的PWM调制信号上，以增大系统阻尼，实现对系统固有谐振的抑制。本发明在多种工况及控制参数下都能够有效增大安装LCL滤波器后并网逆变器的阻尼，并且不产生有功损耗，达到了理想的阻尼控制效果，能够保证并网逆变器的稳定运行。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器稳定控制技术领域，特别是涉及一种LCL滤波器有源阻尼控制方法及系统。

背景技术

保障电网稳定运行、提高电能质量对提升国民经济的总体效益具有重要意义。作为清洁的可再生能源技术，光伏发电和风力发电近年来在世界范围内的并网容量迅速攀升。并网逆变器是光伏单元和风力单元接入传统电网的重要接口设备，为了改善网侧电流质量、减少谐波含量，逆变器并网时通常安装滤波器。由于LCL滤波器体积小、成本低、对电流中的高频分量具有良好的衰减特性，因此，在并网逆变器中得到了广泛的应用。LCL滤波器由两个电感支路和一个电容支路构成，其自身存在的固有谐振将降低电能质量甚至造成系统失稳，因此必须采取一定的阻尼措施防止振荡的发生。

目前LCL滤波器的阻尼方案可分为两类：第一类是无源阻尼方案，第二类是有源阻尼方案。属于第一类方案的有：1)在LCL滤波器的电容支路串联电阻，2)在LCL滤波器的电容支路并联电阻。在小容量系统中，无源阻尼方案机理简单，易于实现，效果良好，但是对大容量系统，阻尼电阻产生的有功损耗是难以接受的。有源阻尼方案通过控制环节实现对LCL滤波器谐振尖峰的抑制，产生与无源阻尼类似的阻尼效果。有源阻尼方案虽然实现较为复杂，但是不产生额外的有功损耗。属于第二类方案的有：1)加装额外传感器的有源阻尼方案，如电容电流比例反馈有源阻尼方法、电容电压比例反馈有源阻尼方法等。这类控制算法较易实现，但是额外的传感器会增加工程造价。2)不加装额外传感器的有源阻尼方案，如基于滤波器前馈的有源阻尼方法、单并网电流反馈有源阻尼方法等，这类控制算法不需要额外的传感器、经济性好，但是阻尼性能受电网参数的影响较大，还可能放大高次谐波电流，影响LCL滤波器的滤波性能。可见目前LCL滤波器的阻尼方案效果均不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种LCL滤波器有源阻尼控制方法及系统，以解决目前LCL滤波器的阻尼方案效果不理想的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种LCL滤波器有源阻尼控制方法，所述方法应用于采用LCL滤波器的并网逆变器，所述方法包括：

获取所述LCL滤波器的电路参数；所述电路参数包括所述LCL滤波器的滤波电容的电容值，以及所述LCL滤波器两个电感支路的电感值；

根据所述电路参数确定有源阻尼反馈环节的控制参数；所述有源阻尼反馈环节包括比例环节、积分环节、二次积分环节和微分环节；所述控制参数包括比例增益、一次积分增益、二次积分增益和微分增益；

获取所述LCL滤波器的电容支路的三相电流瞬时值；

将所述三相电流瞬时值作为所述有源阻尼反馈环节的输入，根据所述控制参数确定所述有源阻尼反馈环节的输出；

根据所述有源阻尼反馈环节的输出确定新的PWM调制波；

根据所述新的PWM调制波控制所述并网逆变器的输出电压。

可选的，所述根据所述电路参数确定有源阻尼反馈环节的控制参数，具体包括：