一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，其技术特点包括以下步骤：对逆变器并网电流、滤波电容电流进行采样，求出在一个控制周期内的平均值；并网电流给定值和反馈值相减，对此偏差值进行比例—谐振调节；将滤波电容电流反馈值进行比例—谐振调节；将并网电流调节器的输出和滤波电容电流调节输出相减，再乘上一个比例系数，作为逆变器调制信号；将逆变器调制信号与三角载波进行比较，形成逆变器的PWM脉冲。本发明在并网电流环内引入滤波电容电流的比例—惯性反馈，并将此反馈与并网电流调节器输出做比例调节，可以达到近似于滤波电容支路串联电阻的效果，可以达到较好的阻尼效果，有效地抑制谐波，大大降低了谐波含量。
【专利说明】-种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于并网逆变器【技术领域】，尤其是一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方 法。
【背景技术】
[0002] 对于并网逆变器，并网电流畸变率是一个重要的技术指标。目前逆变器交流输出 侧通常采用LCL滤波器滤去PWM波形中开关频率附近的高次谐波，与L滤波器相比，LCL 滤波效果更佳，且电感可以更小。但LCL滤波器为三阶环节，存在谐振问题，而逆变器采用 并网电流闭环不能抑制此谐振。针对此问题，一般采用在滤波电容支路串联电阻的方法来 解决，该方法简单可靠且效果显著，缺点是电阻上存在附加损耗。为避免电阻损耗，可通过 调整电流环结构实现与之类似的阻尼效果，例如在并网电流环内引入滤波电容电流比例反 馈、采用逆变器出口电流替代并网电流做反馈等有源阻尼方法。
[0003] 由于逆变器通常采用数字控制，存在反馈与控制滞后的问题，采用较为常见的滤 波电容电流比例反馈（其控制结构如图1所示）的方法阻尼效果不佳，甚至会出现电流 不稳定（参见文献[1] Stewart Geoffrey Parker, Brendan P. McGrath, Donald Grahame Holmes, '^Regions of Active Damping Control for LCL Filters", in IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 50,NO. 1，JANUARY/FEBRUARY 2014,pp. 424-432。文献 [2] Yi Lei, Zhengming Zhao, Fanbo He, Sizhao Lu and Lu Yin, "An Improved Virtual Resistance Damping Method for Grid Connected Inverters with LCL Filters，'，IEEE Energy Conversion Congress and Exposition(ECCE)，17-22 Sept.2011, pp. 3816 -3822.);采用逆变器出口电流反馈，需要滤波电感与并网电感的比例在特点范围内才可以 抑制谐振，但这个比例范围通常不太符合滤波器设计原则，因此，还需要附加滤波电容电流 反馈（其控制结构如图2所示，参见文献[3]Yi Tang，Poh Chiang Loh，Peng Wang，Fook Hoong Choo and Feng Gao, "Exploring Inherent Damping Characteristic of LCL Filters for Three-Phase Grid Connected Voltage Source Inverters，'，in IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTR0NICS，V0L.27，N0.3，MARCH 2012, pp. 1433-1443.)，而且， 采用逆变器出口电流反馈，在调节并网电流功率因数时，需要考虑滤波电容电流的影响。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计更为合理、能够有效抑制 谐波且避免损耗的用于并网逆变器的有源阻尼控制方法。
[0005] 本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0006] 一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1、对逆变器并网电流、滤波电容电流进行采样，求出在一个控制周期内的平 均值；
[0008] 步骤2、并网电流给定值和反馈值相减，对此偏差值进行比例一谐振调节，得到并 网电流调节器输出Ui ;
[0009] 步骤3、将滤波电容电流反馈值进行比例一谐振调节，得到滤波电容电流反馈调节 输出u 2 ;
[0010] 步骤4、将并网电流调节器的输出Ul和滤波电容电流调节输出u2相减，再乘上一 个比例系数，作为逆变器调制信号；
[0011] 步骤5、将逆变器调制信号与三角载波进行比较，形成逆变器的PWM脉冲。
[0012] 而且，所述步骤2并网电流调节器输出Ul的计算公式为：
[0013]
【权利要求】
1. 一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1、对逆变器并网电流、滤波电容电流进行采样，求出在一个控制周期内的平均 值； 步骤2、并网电流给定值和反馈值相减，对此偏差值进行比例一谐振调节，得到并网电 流调节器输出Ul ; 步骤3、将滤波电容电流反馈值进行比例一谐振调节，得到滤波电容电流反馈调节输出u2 ; 步骤4、将并网电流调节器的输出Ul和滤波电容电流调节输出u2相减，再乘上一个比 例系数，作为逆变器调制信号； 步骤5、将逆变器调制信号与三角载波进行比较，形成逆变器的PWM脉冲。
2. 根据权利要求1所述的一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，其特征在于：所 述步骤2并网电流调节器输出Ul的计算公式为：
式中，Ul为并网电流调节器输出，i/(s)为逆变器并网电流给定值，is(s)为并网电流 反馈值，kpl为并网电流调节器比例系数，kn为并网电流调节器谐振系数，为并网电流 调节器等效带宽，《为工频角频率。
3. 根据权利要求1所述的一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，其特征在于：所 述步骤3滤波电容电流反馈调节输出u2的计算公式为：
式中，u2为滤波电容电流反馈调节输出，ijs)为滤波电容电流反馈值，kp2为滤波电容 电流反馈比例系数，ki2为滤波电容电流反馈谐振系数，为滤波电容电流反馈等效带宽， ?为工频角频率。
【文档编号】H02J3/01GK104410072SQ201410723339
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】董钺, 刘江华, 邱晗, 邢文超, 王雨龙 申请人:天津天传新能源电气有限公司, 天津电气科学研究院有限公司