基于有源降階法的llcl并網(wǎng)逆變器及電流控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電網(wǎng)變換器控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于有源降階法的化化并 網(wǎng)逆變器及電流控制方法。
【背景技術(shù)】
[000引常見的化化并網(wǎng)逆變器，其電路如圖1和圖2所示，通常包括PWM逆變器、用于并 網(wǎng)連接運行的化化濾波器、用于并網(wǎng)電流測量的電流互感器、用于并網(wǎng)控制的含電流加權(quán) 計算和電流誤差計算W及比例積分調(diào)節(jié)的電流控制環(huán)、PWM驅(qū)動電路。
[0003] 所述的PWM逆變器采用四個絕緣柵雙極型晶體管，兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)，例如圖1和 圖2所示的，第一絕緣柵雙極型晶體管Si和第二絕緣柵雙極型晶體管S2組成第一路串聯(lián)電 路，第S絕緣柵雙極型晶體管S3和第四絕緣柵雙極型晶體管S4組成第二路串聯(lián)電路，第一 路串聯(lián)電路和第二路串聯(lián)電路再并聯(lián)，并與直流電源Vd。并聯(lián)，第一絕緣柵雙極型晶體管S1 和第二絕緣柵雙極型晶體管S,之間的導(dǎo)線作為PWM逆變器的第一輸出端，第=絕緣柵雙極 型晶體管S3和第四絕緣柵雙極型晶體管S4之間的導(dǎo)線作為PWM逆變器的第二輸出端，第一 輸出端和第二輸出端形成PWM逆變器輸出電壓Ui。
[0004] 所述的用于并網(wǎng)連接運行的化化濾波器包括化電路和化電路，化電路包括串 聯(lián)的第一電感Li和第二電感L2,CL電路包括串聯(lián)的串聯(lián)諧振支路濾波電容Cf和串聯(lián)諧振 支路濾波電感Lf，第一電感Li的第一端連接PWM逆變器的第一輸出端，第一電感L1的第二 端連接第二電感L2的第一端，第二電感L2的第二端連接電網(wǎng)，PWM逆變器的第二輸出端連 接電網(wǎng)；串聯(lián)諧振支路濾波電感Lf的第一端連接在第一電感L1和第二電感L2之間，串聯(lián)諧 振支路濾波電容Cf的第二端連接電網(wǎng)。
[0005] 如圖1所示，用于并網(wǎng)電流測量的電流互感器的采集端連接第一電感Li的第二 端，采集的是PWM逆變器側(cè)的電流，將PWM逆變器側(cè)的電流作為反饋電流發(fā)送給加法器， 加法器將反饋電流和指令電流r進(jìn)行加法運算，再通過電流控制環(huán)發(fā)送給PWM驅(qū)動電 路，從而控制PWM逆變器的輸出。
[0006] 如圖2所示，用于并網(wǎng)電流測量的電流互感器的采集端連接第二電感Li的第二 端，采集的是電網(wǎng)側(cè)的電流，將電網(wǎng)側(cè)的電流作為反饋電流<> 發(fā)送給加法器，加法器將反 饋電流和指令電流進(jìn)行加法運算，再通過電流控制環(huán)發(fā)送給PWM驅(qū)動電路，從而控制PWM逆變器的輸出。
[0007] 逆變器在并網(wǎng)運行時為輸出電流控制，W保證輸出電流為嚴(yán)格的、具較高功率因 數(shù)的正弦波。然而，傳統(tǒng)的化化并網(wǎng)逆變器電流控制方法大都W流經(jīng)逆變側(cè)電感的電流 (即逆變輸出電流ii)或者流經(jīng)電網(wǎng)側(cè)電感的電流（電網(wǎng)電流i2)為反饋電流，再利用PI調(diào) 節(jié)等方法對誤差信號進(jìn)行調(diào)節(jié)來控制并網(wǎng)逆變器的輸出電流。但是，由于化化結(jié)構(gòu)的濾波 器為高階系統(tǒng)，使得濾波器在轉(zhuǎn)折頻率附近存在很大的增益尖峰，為保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定， PI調(diào)節(jié)器的增益受到限制，取值較小，從而使系統(tǒng)在低頻段的開環(huán)增益較小，降低了并網(wǎng)逆 變器對輸出電流穩(wěn)態(tài)誤差和諧波干擾的抵抗能力，還容易受電網(wǎng)電壓崎變的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的是提供一種基于有源降階法的化化并網(wǎng)逆變器及電流控制方法， 增強(qiáng)系統(tǒng)對電網(wǎng)崎變和諧波干擾的抵抗能力，并限制電網(wǎng)電流波形失真和諧波含量。
[0009] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為；
[0010] 一種基于有源降階法的化化并網(wǎng)逆變器，包括PWM逆變器、用于并網(wǎng)連接運行的 化化濾波器、用于并網(wǎng)控制的電流控制環(huán)和PWM驅(qū)動電路，PWM逆變器連接化化濾波器， 化化濾波器連接電流控制環(huán)，電流控制環(huán)連接PWM驅(qū)動電路，PWM驅(qū)動電路連接PWM逆變 器；其特征在于；還包括用于監(jiān)測并網(wǎng)電流的兩個電流互感器和用于并網(wǎng)控制的含電流加 權(quán)計算和電流誤差計算W及比例積分調(diào)節(jié)的電流控制環(huán)；第一電流互感器的采樣端連接串 聯(lián)諧振支路濾波電感的第一端，用于測量串聯(lián)諧振支路的電流，第二電流互感器的采樣端 連接第二電感的第二端，用于測量電網(wǎng)側(cè)的電流；所述的用于并網(wǎng)控制的含電流加權(quán)計算 和電流誤差計算W及比例積分調(diào)節(jié)的電流控制環(huán)包括第一放大器和第二放大器、第一加法 器和第二加法器、PI調(diào)節(jié)器和PWM發(fā)生電路；第一加法器、第二加法器、PI調(diào)節(jié)器和PWM發(fā) 生電路依次串聯(lián)，且第一電流互感器的輸出端通過第一放大器連接第一加法器的第一輸入 端，第二電流互感器的輸出端通過第二放大器連接到第一加法器的第二輸入端，第一加法 器的輸出端和指令電流接入第二加法器的輸入端，PWM發(fā)生電路連接PWM驅(qū)動電路；用于并 網(wǎng)控制的含電流加權(quán)計算和電流誤差計算W及比例積分調(diào)節(jié)的電流控制環(huán)用于對第一電 流互感器采集的信號按照權(quán)重系數(shù)ki放大、第二電流互感器采集的信號按照權(quán)重系數(shù)k2放 大，且使得ki與k2的比例值滿足反饋電流相對于逆變器輸出電壓的信號增益降為一階函 數(shù)。
[0011] 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有源降階法的化化并網(wǎng)逆變器的電流控制方法，包括 W下步驟：
[0012] 步驟A;安裝用于監(jiān)測并網(wǎng)電流的兩個電流互感器；第一電流互感器的采樣端連 接串聯(lián)諧振支路濾波電感的第一端，第二電流互感器的采樣端連接化電路中的第二電感 的第二端；第一電流互感器和第二電流互感器的輸出端分別通過第一放大器和第二放大器 連接到第一加法器的第一輸入端和第二輸入端；
[001引步驟B;計算PWM逆變器側(cè)電流ii相對于逆變器輸出電壓Ui的信號增益，即輸出 濾波器的傳遞函數(shù)，并判定此傳遞函數(shù)的階級數(shù)；
[0014]設(shè)PWM逆變器側(cè)電流ii作為初級反饋電流，即ii相當(dāng)于，則PWM逆變器側(cè) 電流ii相對于逆變器輸出電壓Ui的傳遞函數(shù)為；
[0015]
【主權(quán)項】
1. 一種基于有源降階法的LLCL并網(wǎng)逆變器，包括PWM逆變器、用于并網(wǎng)連接運行的 LLCL濾波器、用于并網(wǎng)控制的電流控制環(huán)和PWM驅(qū)動電路，PWM逆變器連接LLCL濾波器， LLCL濾