文档介绍：三相并网逆变器的双环控制策略研究刘飞,秦亮,孙建军,查晓明武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072;dyj_******@ResearchonTwoLoopControlStrategyinThree-PhaseGrid-ConnectedInverterLIUFei,QINLiang,SUNJian-jun,ZHAXiao-mingWuHanUniversity,Wuhan430072,HubeiPrivinceChinaABSTRACT:paringwithLfilterinthesameinductancevalues,itisgraduallyusedincurrent-controlgrid-,atwo--loopcontrollerwithvoltageouterloopandcurrentinnerloop,thetwo-loopcurrentcontrollerparametersmustconsidertheimpactoneachother,-,thecontrollercanensurethestabilityanddynamicperformanceofthegrid-:Grid-connectedinverter,LCLfilter,Two-loopcontrol,limiteddegreeoffreedom摘要:由于对高频谐波的抑制效果明显好于L型滤波器,因此LCL滤波器在电流源控制的并网逆变器中应用越来越广泛。而针对该类型的并网逆变器的控制策略更为复杂,为了简化控制策略一种基于电流双环的并网控制方案被提出来。与电压电流的双环控制器设计方法不同,设计电流双环控制器参数时除了考虑内外环控制器的相互影响以外,还需要考虑双环控制器带来的降阶和少自由度问题。因此本文在介绍基于高阶极点配置的电流双环控制器设计方法的基础上,重点分析在电流双环控制带来的少自由度的情况下如何合理的设计控制器参数。实验结果表明,根据该方案设计的控制器参数能够使三相并网逆变器安全、可靠运行且具有较快的动态响应速度。关键词:并网逆变器;LCL滤波器;双环控制;少自由度0引言随着新能源发电在全世界范围内应用越来越广泛,并网发电技术也成为一个重要的研究方向[1-5]。而新能源如太阳能电池、燃料电池以及小型风力发电都需要采用并网逆变器与电网相连接。通常并网逆变器采用高频PWM调制下的电流源控制,从而导致进入电网的电流中含有大量高次谐波,一般会采用L滤波器进行滤除,但是目前一些研究文献[6,7]提到LCL滤波器具有比和L型滤波器更理想的高频滤波效果。从而常被用于大功率、低开关频率的并网设备,同时基于LCL滤波器的控制技术也成为新的研究热点之一。尽管LCL滤波器滤除高次谐波效果明显,但是LCL滤波器是一个谐振电路,其谐振峰对系统的稳定性以及并网电流波形质量有很大的影响,如何设计控制器使系统稳定运行是必需解决的问题。在这种情况下基于电流双环的控制策略被提出来[8,9],同时文献[8][9]都提出了引入滤波电容电流内环的电流双环控制策略的可行性,并没有提出电流双环控制器的设计方案以及分析内外环的比例参数对系统的系统稳定性以及谐波阻抗的影响。与逆变器控制为电压源采用电压电流双环控制策略的设计方法不同。由于电流双环内外环控制器的带宽频带相差不大,所以不能按照电压源型逆变器的电压电流双环分开设计思路来确定控制器参数,此外电流双环控制策略应用于并网电流的波形控制,被控对象为工作在并网模式下采用LCL三阶滤波器的三相逆变器,其开环情况下系统的三个极点离虚轴很近,如何合理设计控制器参数使闭环控制系统具备一定的稳定裕度和快速动态响应速度需要进一步研究。基于以上分析本文针对三相并网发电系统的运行特点以及LCL滤波器的工作特性,研究基于LCL滤波器的电流双环控制的少自由度问题,并提出了基于高阶极点配置的实用新方法设计电流双