一种针对LCL型并网逆变系统的新型控制策略

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为了防止过多的并网型逆变系统所产生的开关纹波进入电网,给电网带来污染,在这两者之间需要加滤波器。过去,单L滤波器能满足绝大多数对滤波性能的要求,且性能稳定、易控制,应用非常广泛。随着并网型逆变系统的功率不断增长及人们对电网质量要求的不断提升,对滤波器的滤波性能的要求亦不断严格。相较于单L滤波器而言,LCL滤波器表现出了其独特的优势。LCL滤波器与单L滤波器在低频段具有相同的衰减特点,但是在高频处,LCL滤波器表现出其极佳衰减能力,能更加有效的抑制开关纹波。除此之外,LCL滤波器只需要更低的单电感量即能达到良好的谐波抑制效果,能有效减小电感体积与质量,从而缩小逆变器整体体积、减小重量、节约成本。然而,LCL滤波器是一个三阶系统,在高频处存在谐振尖峰,严重影响系统的安全稳定运行。针对LCL谐振问题,本课题在研究了已有学者提出的无源阻尼与有源阻尼方法的基础上,提出了一种通过引入电网侧电感电流控制环作为逆变侧电流控制给定的修正量的双环电流控制策略,运用该控制策略能在有效抑制LCL系统谐振尖峰的同时,不增加额外功耗,实现系统稳定运行,此外还能对入网电流进行校正,减小稳态误差。本文从理论上详细分析了此控制方法的有效性,并分别在光伏逆变器以及有源电力滤波器两个平台上,对该控制方法有效性进行了研究和分析,另外针对不同的应用对象亦研究了LCL滤波器的不同的参数设计方法并应用到物理实验平台样机中。最后通过搭建Matlab_simulink仿真和基于DSP2812实验平台验证了该控制策略的有效性与实用性。
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