CN106451494A - 一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法 - Google Patents

一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106451494A
CN106451494A CN201610908588.XA CN201610908588A CN106451494A CN 106451494 A CN106451494 A CN 106451494A CN 201610908588 A CN201610908588 A CN 201610908588A CN 106451494 A CN106451494 A CN 106451494A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ref
phase
active damping
current
line side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610908588.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106451494B (zh
Inventor
刘进军
刘腾
刘增
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201610908588.XA priority Critical patent/CN106451494B/zh
Publication of CN106451494A publication Critical patent/CN106451494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106451494B publication Critical patent/CN106451494B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/24Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,包括以下步骤:1)计算两相静止坐标系下网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref;计算两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i;2)计算电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref;3)计算有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c;4)根据电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref及有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c得电压源型逆变器的调制波指令值,再根据电压源型逆变器的调制波指令值对电压源型逆变器中的各开关器件进行控制,该方法能够抑制LCL谐振,提高三相交流电压源型逆变器并网***的可靠性,并且成本低。

Description

一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法
技术领域
本发明属于自动控制及新能源发电并网***稳定性等研究领域,涉及一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法。
背景技术
近年来,伴随着我国经济的快速发展,能源短缺和环境污染等问题日益严重。为了解决上述问题,以风力发电、光伏发电为代表的可再生能源得到了大规模的开发利用,从而使得将新能源发电接入电网所需要的并网电压源型逆变器获得了广泛的应用。电压源型逆变器大都采用全控型电力电子开关器件配合PWM调制策略进行工作。因此,为提高并网点的电能质量,减少开关次纹波,逆变器与电网之间的滤波器就必不可少。与传统的L型滤波器相比,LCL型滤波器在体积和容量相当的情况下可以提供更加优秀的开关次纹波抑制能力。这一特点使得其在保障并网点电能质量的同时节省了成本和占地面积,从而获得工程应用的青睐。然而LCL滤波器的谐振特性使得稳定运行的并网逆变器***的设计变得更加困难与复杂。
近来,国内外对抑制LCL滤波器谐振的方法主要可以分为两类:无源阻尼和有源阻尼控制方法。其中,无源阻尼的方式是通过直接在滤波网络中串联或并联接入无源电阻,该方法实现简单,可靠性高且鲁棒性较强,然而该方法会产生额外的损耗,尤其在高压大功率场合,该损耗还会带来散热方面的问题。对于有源阻尼方法,其又可分为两类:基于数字滤波的有源阻尼和基于状态变量反馈的有源阻尼,基于数字滤波的有源阻尼方法是通过在控制环路中直接引入数字滤波器达到滤除LCL谐振峰的目的,该类方法控制结构简单,且不需额外的传感器。但设计该数字滤波器需已知***参数,且阻尼效果对***参数的变化极其敏感,因此***稳定性较差,基于状态变量反馈的有源阻尼方法是通过检测滤波网络中的状态变量形成有源阻尼反馈回路,该方法不产生额外损耗且鲁棒性强,目前,基于电容电流反馈的有源阻尼方法因阻尼控制器结构简单、设计方法成熟而被广泛应用。然而,该类有源阻尼方法需要额外的高精度传感器来检测电容电流,从而在增加成本的同时降低了整个***的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,该方法能够抑制LCL谐振,提高三相交流电压源型逆变器并网***的稳定性,并且成本低。
为达到上述目的,本发明所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法包括以下步骤:
1)检测三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc,根据三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc计算两相静止坐标系下网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref;再检测三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc,再根据三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc计算两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i
2)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref分别与两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i进行作差处理,并将作差的结果输入到比例谐振调节器中,比例谐振调节器输出v及v,将比例谐振调节器输出v及v输入到一阶积分调节器中,再根据一阶积分调节器的输出得电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref
3)建立有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s),再对有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行离散化,将步骤1)得到的两相静止坐标系下电压源型逆变器的网侧电流实际值i及i通过离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行计算,并将计算结果进行逆Clark坐标变换,得有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c
4)根据步骤2)得到的电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref及步骤3)得到的有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c得电压源型逆变器的调制波指令值,然后根据电压源型逆变器的调制波指令值对电压源型逆变器中的各开关器件进行控制,完成基于网侧电流反馈的有源阻尼控制。
步骤1)的具体操作为:
1.1)检测三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc,再根据三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc通过锁相环PLL得到当前电网的角频率ω0及相位θ;
1.2)根据当前电网的角频率ω0及相位θ计算三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref
1.3)将步骤1.2)得到的三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref进行三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换,得两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref
1.4)检测三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc,并将三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc进行三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换,得两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i
三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref的表达式为:
其中,Isa,Isb,Isc分别为三相网侧电流指令的幅值。
步骤1.3)中三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换的变换矩阵Tabc-αβ为:
步骤2)的具体操作为:
2.1)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值为isα_ref及isβ_ref分别与两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i进行作差处理,再将作差处理的结果输入到比例谐振调节器,比例谐振调节器输出v及v
2.2)将步骤2.1)得到的比例谐振调节器输出v及v分别输入到一阶积分调节器中,并将一阶积分调节器的输出结果进行两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换,得电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref
步骤2.2)中一阶积分调节器的计算过程为:
其中,Ks为积分系数,Ts为数字控制器的采样周期,x(k)及y(k)分别为一阶积分调节器在第k个采样周期的输入及输出,x(k-1)及y(k-1)分别为一阶积分调节器在第k-1个采样周期的输入及输出。
步骤2.2)中两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换的变换矩阵Tαβ-abc为:
步骤3)的具体操作为:
3.1)根据三相交流电压源型逆变器并网***的电路电气参数得LCL滤波器的谐振角频率ωres,其中,
其中,L1、L2及Cf分别为LCL滤波器的逆变器侧电感值、网侧电感值及滤波电容值;
3.2)构建有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s),其中,
其中,ωc为转折频率,ωc=3ωres,ζ为阻尼系数,ζ=104,Rv为虚拟等效电阻值:
3.3)将有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行离散化,得到离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)在数字控制器中的实现形式为:
y2(k)=Rv·x1(k)
y1(k)=y2(k)+y3(k)
其中,x1(k)及y1(k)分别为有源阻尼控制器在第k个采样周期的输入及输出,y2(k)及y3(k)分别为第k个采样周期的中间变量;x1(k-1)及y3(k-1)分别为有源阻尼控制器在第k-1个采样周期的输入量及中间变量,x1(k-2)及y3(k-2)分别为有源阻尼控制器在第k-2个采样周期的输入量及中间变量;
3.4)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i输入到数字控制器中,并在数字控制器中通过离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行计算,并将计算的结果进行两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换,得有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c
步骤4)的具体操作为:
4.1)将步骤1)得到的电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref分别减去步骤3)得到的有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c,计算结果分别为vma_ref、vmb_ref及vmc_ref,再将vma_ref、vmb_ref及vmc_ref作为电压源型逆变器的调制波指令值;
4.2)将步骤4.1)得到的电压源型逆变器的调制波指令值进行SPWM调制,得调制信号,并将所述调制信号经放大后作为电压源型逆变器中开关器件的驱动信号,实现对电压源型逆变器中各开关器件的控制,完成基于网侧电流反馈的有源阻尼控制。
本发明具有以下有益效果:
本发明所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法在具体操作时,先检测三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压及网侧电流指令值,再通过比例谐振调节器及一阶积分调节器得到电压源型逆变器的调制波初始指令,其中,通过一阶积分调节器有效改善***的动态特性,再建立有源阻尼控制器的s域传递函数,并根据网侧电流反馈得到有源阻尼控制信号,再利用有源阻尼控制信号及电压源型逆变器的调制波初始指令信号得到对应开关器件的驱动信号,实现对LCL谐振的抑制,从而使三相交流电压源型逆变器并网***正常稳定工作。需要说明的是,三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压及网侧电流指令值的检测可以通过***中原有传感器来实现,因此成本较低。
附图说明
图1为通过LCL滤波器接入电网的并网电压源型逆变器***主电路示意图;
图2为并网逆变器传统单相网侧电流控制框图;
图3为加入基于网侧电流反馈的有源阻尼的网侧电流控制框图;
图4为无任何阻尼时a相电网电压和三相网侧电流仿真波形图;
图5为采用本发明后a相电网电压和三相网侧电流仿真波形图;
图6为本发明中不加入一阶积分环节时a相电网电压和三相网侧电流动态响应仿真波形图;
图7为本发明中加入一阶积分环节a相电网电压和三相网侧电流动态响应仿真波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
本发明所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法包括以下步骤:
1)检测三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc,根据三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc计算两相静止坐标系下网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref;再检测三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc,再根据三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc计算两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i
2)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref分别与两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i进行作差处理,并将作差的结果输入到比例谐振调节器中,比例谐振调节器输出v及v,将比例谐振调节器输出v及v输入到一阶积分调节器中,再根据一阶积分调节器的输出得电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref
3)建立有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s),再对有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行离散化,将步骤1)得到的两相静止坐标系下电压源型逆变器的网侧电流实际值i及i通过离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行计算,并将计算结果进行逆Clark坐标变换,得有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c
4)根据步骤2)得到的电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref及步骤3)得到的有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c得电压源型逆变器的调制波指令值,然后根据电压源型逆变器的调制波指令值对电压源型逆变器中的各开关器件进行控制,完成基于网侧电流反馈的有源阻尼控制。
步骤1)的具体操作为:
1.1)检测三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc,再根据三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc通过锁相环PLL得到当前电网的角频率ω0及相位θ;
1.2)根据当前电网的角频率ω0及相位θ计算三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref
1.3)将步骤1.2)得到的三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref进行三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换,得两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref
1.4)检测三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc,并将三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc进行三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换,得两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i
其中,三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref的表达式为:
其中,Isa,Isb,Isc分别为三相网侧电流指令的幅值。
步骤1.3)中三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换的变换矩阵Tabc-αβ为:
步骤2)的具体操作为:
2.1)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值为isα_ref及isβ_ref分别与两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i进行作差处理,再将作差处理的结果输入到比例谐振调节器,比例谐振调节器输出v及v
2.2)将步骤2.1)得到的比例谐振调节器输出v及v分别输入到一阶积分调节器中,并将一阶积分调节器的输出结果进行两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换,得电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref
步骤2.2)中一阶积分调节器的计算过程为:
其中,Ks为积分系数,Ts为数字控制器的采样周期,x(k)及y(k)分别为积分调节器在第k个采样周期的输入及输出,x(k-1)及y(k-1)分别为一阶积分调节器在第k-1个采样周期的输入及输出。
步骤2.2)中两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换的变换矩阵Tαβ-abc为:
步骤3)的具体操作为:
3.1)根据三相交流电压源型逆变器并网***的电路电气参数得LCL滤波器的谐振角频率ωres,其中,
其中,L1、L2及Cf分别为LCL滤波器的逆变器侧电感值、网侧电感值及滤波电容值;
3.2)构建有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s),其中,
其中,ωc为转折频率,ωc=3ωres,ζ为阻尼系数,ζ=104,Rv为虚拟等效电阻值:
3.3)将有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行离散化,得到离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)在数字控制器中的实现形式为:
y2(k)=Rv·x1(k)
y1(k)=y2(k)+y3(k)
其中,x1(k)及y1(k)分别为有源阻尼控制器在第k个采样周期的输入及输出,y2(k)及y3(k)分别为第k个采样周期的中间变量;x1(k-1)及y3(k-1)分别为有源阻尼控制器在第k-1个采样周期的输入量及中间变量,x1(k-2)及y3(k-2)分别为有源阻尼控制器在第k-2个采样周期的输入量及中间变量;
3.4)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i输入到数字控制器中,并在数字控制器中通过离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行计算,并将计算的结果进行两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换,得有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c
步骤4)的具体操作为:
4.1)将步骤1)得到的电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref分别减去步骤3)得到的有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c,计算结果分别为vma_ref、vmb_ref及vmc_ref,再将vma_ref、vmb_ref及vmc_ref作为电压源型逆变器的调制波指令值;
4.2)将步骤4.1)得到的电压源型逆变器的调制波指令值进行SPWM调制,得调制信号,并将所述调制信号经放大后作为电压源型逆变器中开关器件的驱动信号,实现对电压源型逆变器中各开关器件的控制,完成基于网侧电流反馈的有源阻尼控制。
对比图4及图5可知,在不加任何阻尼情况下电压源型逆变器运行在不稳定状态;加入本发明后电压源型逆变器可以稳定运行,对比图6及图7可知,引入一阶积分器可以大大改善***动态响应特性;从图6可以看出,网侧电流指令发生阶跃变化后,整个***需要约8个工频周期才可进入稳态;当加入一阶积分器后,整个***只需约半个工频周期即可进入稳态。

Claims (9)

1.一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)检测三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc,根据三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc计算两相静止坐标系下网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref;再检测三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc,再根据三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc计算两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i
2)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref分别与两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i进行作差处理,并将作差的结果输入到比例谐振调节器中,比例谐振调节器输出v及v,将比例谐振调节器输出v及v输入到一阶积分调节器中,再根据一阶积分调节器的输出得电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref
3)建立有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s),再对有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行离散化,将步骤1)得到的两相静止坐标系下电压源型逆变器的网侧电流实际值i及i通过离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行计算,并将计算结果进行逆Clark坐标变换,得有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c
4)根据步骤2)得到的电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref及步骤3)得到的有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c得电压源型逆变器的调制波指令值,然后根据电压源型逆变器的调制波指令值对电压源型逆变器中的各开关器件进行控制,完成基于网侧电流反馈的有源阻尼控制。
2.根据权利要求1所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,步骤1)的具体操作为:
1.1)检测三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc,再根据三相交流电压源型逆变器并网***公共耦合点电压vsa、vsb及vsc通过锁相环PLL得到当前电网的角频率ω0及相位θ;
1.2)根据当前电网的角频率ω0及相位θ计算三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref
1.3)将步骤1.2)得到的三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref进行三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换,得两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值isα_ref及isβ_ref
1.4)检测三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc,并将三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流isa、isb及isc进行三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换,得两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i
3.根据权利要求2所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,三相交流电压源型逆变器并网***的三相网侧电流指令值isa_ref、isb_ref及isc_ref的表达式为:
i s a _ r e f = I s a s i n θ i s b _ r e f = I s b s i n ( θ - 2 π / 3 ) i s c _ r e f = I s c s i n ( θ + 2 π / 3 )
其中,Isa,Isb,Isc分别为三相网侧电流指令的幅值。
4.根据权利要求2所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,步骤1.3)中三相静止坐标系到两相静止坐标系的Clark变换的变换矩阵Tabc-αβ为:
T a b c - α β = 2 3 1 - 1 2 - 1 2 0 3 2 - 3 2 .
5.根据权利要求1所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,步骤2)的具体操作为:
2.1)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流指令值为isα_ref及isβ_ref分别与两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i进行作差处理,再将作差处理的结果输入到比例谐振调节器,比例谐振调节器输出v及v
2.2)将步骤2.1)得到的比例谐振调节器输出v及v分别输入到一阶积分调节器中,并将一阶积分调节器的输出结果进行两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换,得电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref
6.根据权利要求5所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,步骤2.2)中一阶积分调节器的计算过程为:
y ( k ) = K s T s 2 [ x ( k ) + x ( k - 1 ) ] + y ( k - 1 )
其中,Ks为积分系数,Ts为数字控制器的采样周期,x(k)及y(k)分别为一阶积分调节器在第k个采样周期的输入及输出,x(k-1)及y(k-1)分别为一阶积分调节器在第k-1个采样周期的输入及输出。
7.根据权利要求5所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,步骤2.2)中两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换的变换矩阵Tαβ-abc为:
T α β - a b c = 2 3 1 0 1 2 - 1 2 3 2 1 2 - 1 2 - 3 2 1 2 .
8.根据权利要求1所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,步骤3)的具体操作为:
3.1)根据三相交流电压源型逆变器并网***的电路电气参数得LCL滤波器的谐振角频率ωres,其中,
ω r e s = L 1 + L 2 L 1 L 2 C f
其中,L1、L2及Cf分别为LCL滤波器的逆变器侧电感值、网侧电感值及滤波电容值;
3.2)构建有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s),其中,
G a d _ s x ( s ) = ( 1 + L 1 C f · ω c 2 · s 2 s 2 + ζ s + ω c 2 ) · R v
其中,ωc为转折频率,ωc=3ωres,ζ为阻尼系数,ζ=104,Rv为虚拟等效电阻值:
3.3)将有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行离散化,得到离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)在数字控制器中的实现形式为:
y2(k)=Rv·x1(k)
( 1 + ζT s 2 + T s 2 ω c 2 4 ) · y 3 ( k ) = R v L 1 C f ω c 2 [ x 1 ( k ) - 2 x 1 ( k - 1 ) + x 1 ( k - 2 ) ] + ( 2 - T s 2 ω c 2 2 ) y 3 ( k - 1 ) + ( ζT s 2 - 1 - T s 2 ω c 2 4 ) y 3 ( k - 2 )
y1(k)=y2(k)+y3(k)
其中,x1(k)及y1(k)分别为有源阻尼控制器在第k个采样周期的输入及输出,y2(k)及y3(k)分别为第k个采样周期的中间变量;x1(k-1)及y3(k-1)分别为有源阻尼控制器在第k-1个采样周期的输入量及中间变量,x1(k-2)及y3(k-2)分别为有源阻尼控制器在第k-2个采样周期的输入量及中间变量;
3.4)将步骤1)得到的两相静止坐标系下三相交流电压源型逆变器并网***的网侧电流实际值i及i输入到数字控制器中,并在数字控制器中通过离散化的有源阻尼控制器的s域传递函数Gad_sx(s)进行计算,并将计算的结果进行两相静止坐标系到三相静止坐标系的逆Clark变换,得有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c
9.根据权利要求1所述的基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法,其特征在于,步骤4)的具体操作为:
4.1)将步骤1)得到的电压源型逆变器的调制波初始指令vma0_ref、vmb0_ref及vmc0_ref分别减去步骤3)得到的有源阻尼控制信号vad_a、vad_b及vad_c,计算结果分别为vma_ref、vmb_ref及vmc_ref,再将vma_ref、vmb_ref及vmc_ref作为电压源型逆变器的调制波指令值;
4.2)将步骤4.1)得到的电压源型逆变器的调制波指令值进行SPWM调制,得调制信号,并将所述调制信号经放大后作为电压源型逆变器中开关器件的驱动信号,实现对电压源型逆变器中各开关器件的控制,完成基于网侧电流反馈的有源阻尼控制。
CN201610908588.XA 2016-10-18 2016-10-18 一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法 Expired - Fee Related CN106451494B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610908588.XA CN106451494B (zh) 2016-10-18 2016-10-18 一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610908588.XA CN106451494B (zh) 2016-10-18 2016-10-18 一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106451494A true CN106451494A (zh) 2017-02-22
CN106451494B CN106451494B (zh) 2019-06-11

Family

ID=58176490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610908588.XA Expired - Fee Related CN106451494B (zh) 2016-10-18 2016-10-18 一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106451494B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107317495A (zh) * 2017-06-09 2017-11-03 西安交通大学 一种基于电容电流反馈的有源阻尼控制方法
CN109586606A (zh) * 2018-11-22 2019-04-05 西安理工大学 一种应用于lcl型整流回馈单元的并网电流控制方法
CN109638875A (zh) * 2018-11-05 2019-04-16 西安理工大学 Lcl型并网逆变器电流控制***及其有源高频阻尼方法
CN109687519A (zh) * 2018-12-30 2019-04-26 上海电力学院 一种lcl型三相并网逆变器控制方法
CN117937608A (zh) * 2024-03-22 2024-04-26 厦门理工学院 并网逆变器的阻抗鲁棒性补偿方法、装置、设备及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104410072A (zh) * 2014-12-03 2015-03-11 天津天传新能源电气有限公司 一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法
CN105610335A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 上海发电设备成套设计研究院 一种静止坐标系下lcl并网逆变器的有源阻尼控制方法
CN105827133A (zh) * 2016-05-11 2016-08-03 许继集团有限公司 基于电容电压预测的分布式逆变器谐振抑制方法及***

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104410072A (zh) * 2014-12-03 2015-03-11 天津天传新能源电气有限公司 一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法
CN105610335A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 上海发电设备成套设计研究院 一种静止坐标系下lcl并网逆变器的有源阻尼控制方法
CN105827133A (zh) * 2016-05-11 2016-08-03 许继集团有限公司 基于电容电压预测的分布式逆变器谐振抑制方法及***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TENG LIU, ZENG LIU, JINJUN LIU, ZIPENG LIU: "Virtual Impedance-Based Active Damping for LCL Resonance in Grid-Connected Voltage Source Inverters with Grid Current Feedback", 《2016 IEEE ENERGY CONVERSION CONGRESS AND EXPOSITION (ECCE)》 *
潘冬华 等: "提高LCL型并网逆变器鲁棒性的电容电流即时反馈有源阻尼方法", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107317495A (zh) * 2017-06-09 2017-11-03 西安交通大学 一种基于电容电流反馈的有源阻尼控制方法
CN109638875A (zh) * 2018-11-05 2019-04-16 西安理工大学 Lcl型并网逆变器电流控制***及其有源高频阻尼方法
CN109638875B (zh) * 2018-11-05 2022-04-15 西安理工大学 Lcl型并网逆变器电流控制***及其有源高频阻尼方法
CN109586606A (zh) * 2018-11-22 2019-04-05 西安理工大学 一种应用于lcl型整流回馈单元的并网电流控制方法
CN109687519A (zh) * 2018-12-30 2019-04-26 上海电力学院 一种lcl型三相并网逆变器控制方法
CN109687519B (zh) * 2018-12-30 2022-07-29 上海电力学院 一种lcl型三相并网逆变器控制方法
CN117937608A (zh) * 2024-03-22 2024-04-26 厦门理工学院 并网逆变器的阻抗鲁棒性补偿方法、装置、设备及介质
CN117937608B (zh) * 2024-03-22 2024-05-28 厦门理工学院 并网逆变器的阻抗鲁棒性补偿方法、装置、设备及介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN106451494B (zh) 2019-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108616141B (zh) 微电网中lcl并网逆变器功率非线性的控制方法
CN106230257B (zh) 一种双向直流变换器反馈线性化反步滑模控制方法
CN106451494A (zh) 一种基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法
CN107317495A (zh) 一种基于电容电流反馈的有源阻尼控制方法
CN108023352B (zh) 抑制分布式发电谐振的电网高频阻抗重塑装置及方法
CN103560690B (zh) 一种单相lcl型并网逆变器谐波阻尼控制方法
CN103887822B (zh) 一种lcl型单相并网逆变器功率控制及有源阻尼优化方法
CN106549399B (zh) 一种基于滑模pi复合控制算法的并联apf直流侧电压控制方法
CN102611138B (zh) 一种无延时的单相光伏并网功率调节方法
CN105119322B (zh) 一种改善并网电压源型逆变器***稳定性的控制方法
CN106532685A (zh) 用于并网逆变器稳定分析的广义阻抗判据计算方法及应用
CN109638881B (zh) 电网强度自适应优化的储能逆变器虚拟同步方法及***
CN105743123A (zh) 一种基于lcl-lc的并网***有源阻尼参数设计方法
CN103972922B (zh) 基于改进型准谐振控制加重复控制的光伏并网控制方法
CN104716668A (zh) 提高lcl型并网逆变器对电网适应性的前馈控制方法
CN103997043A (zh) 一种基于t型三电平的统一电能质量调节器及其调节方法
CN111668867A (zh) 一种风电场经vsc-hvdc***并网的无源滑模控制方法
CN101710718A (zh) 一种并网光伏发电***的工作方法
CN112217225A (zh) 直流微电网自适应虚拟阻容控制方法
CN103280842A (zh) 一种由直流电压生成变换器内频的同步控制方法及***
CN106451545A (zh) 基于重复比例谐振控制的z源逆变器双环并网控制方法
CN105337481A (zh) 一种lcl型并网逆变器控制方法
CN102545264A (zh) 一种基于状态量前馈解耦的并网逆变器的控制方法
CN105490297A (zh) 基于双逆变器群协调控制的微电网供电电压和电网电流谐波同步补偿方法
CN113098033A (zh) 基于柔性直流输电***的自适应虚拟惯量控制***及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190611

Termination date: 20211018