CN111711372B - 一种lcl型并网逆变器的控制方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种LCL型并网逆变器的控制方法，包括：分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及LCL型并网逆变器的电容电压；利用降维电流观测器观测LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；将电容电压输入至高通滤波器，并获取高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；将直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；将电容电压阻尼反馈量、目标状态变量和电压调节值共同输入至电压控制器，以利用电压控制器所输出的目标控制信号对LCL型并网逆变器进行控制，这样就可以显著提升LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性。

Description

一种LCL型并网逆变器的控制方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及并网逆变器技术领域，特别涉及一种LCL型并网逆变器的控制方法、装置、设备及介质。

背景技术

由于LCL型并网逆变器相比于L型并网逆变器而言，能够更为有效地抑制逆变器所输出的高次谐波，因此，LCL型并网逆变器实际应用中得到了较为广泛的应用。但是，由于LCL型并网逆变器存在固有的谐振点，因此，在谐波激励条件下很容易引发谐振现象。在此状况下，为了增强LCL型并网逆变器的抗扰动能力，一般是采用电网电压前馈控制策略来抑制电网电压波动和谐波激励对LCL型并网逆变器所造成的影响。但是，如果是在弱电网中引入电网电压前馈控制策略通常会降低LCL型并网逆变器的稳定裕量，并会对***的稳定性造成影响。目前，针对这一技术问题，还没有较为有效的解决办法。

所以，如何提升LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种LCL型并网逆变器的控制方法、装置、设备及介质，以提升LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性。其具体方案如下：

一种LCL型并网逆变器的控制方法，包括：

分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、所述LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及所述LCL型并网逆变器的电容电压；

利用降维电流观测器观测所述LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；其中，所述目标状态变量包括所述逆变侧电流的状态变量、所述电容电压的状态变量和所述电网电流的状态变量；

将所述电容电压输入至高通滤波器，并获取所述高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；

将所述直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；

将所述电容电压阻尼反馈量、所述目标状态变量和所述电压调节值共同输入至电压控制器，以利用所述电压控制器所输出的目标控制信号对所述LCL型并网逆变器进行控制。

优选的，所述将所述直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值的过程，包括：

将所述直流母线电压和所述期望直流母线电压进行比较，得到第一差值，并将所述第一差值输入至电压调节器，以获取期望输出电流；

将所述期望输出电流与所述逆变侧电流进行比较，得到第二差值，并将所述第二差值输入至电流调节器，以获取所述电压调节值。

优选的，当所述高通滤波器为二阶高通滤波器时，则所述电容电压阻尼反馈量的表达式为：

式中，k_h为增益系数，ξ_h为阻尼系数，ω_h为截止频率，u_cα为电容电压在α轴上的电压分量，u_cβ为电容电压在β轴上的电压分量。

优选的，所述降维电流观测器的表达式为：

式中，

为所述电容电压在α轴上的电压分量微分观测值，C为所述电容电压的容值，i_iα为所述逆变侧电流在α轴上的电流分量，

为所述电网电流在α轴上的电流分量观测值，u_cα为所述电容电压在α轴上的电压分量，

为所述电容电压在α轴上的电压分量观测值，

为所述电容电压在β轴上的电压分量微分观测值，i_iβ为所述逆变侧电流在β轴上的电流分量，

为所述电网电流在β轴上的电流分量观测值，u_cβ为所述电容电压在β轴上的电压分量，

为所述电容电压在β轴上的电压分量观测值，P₁为所述电容电压的比例积分调节器，P₂为所述电网电流的比例积分调节器。

优选的，当所述增益反馈矩阵为K＝[K₁ K₂ K₃]时，所述目标状态变量的表达式为：

式中，i_iα为所述逆变侧电流在α轴上的电流分量，u_cα为所述电容电压在α轴上的电压分量，

为所述电网电流在α轴上的电流分量观测值，i_iβ为所述逆变侧电流在β轴上的电流分量，u_cβ为所述电容电压在β轴上的电压分量，

为所述电网电流在β轴上的电流分量观测值，K₁、K₂和K₃分别为所述增益反馈矩阵K中的参数。

优选的，还包括：

获取所述电容电压u_c的线电压u_cAB和u_cBC；

将所述线电压u_cAB和u_cBC输入至具有滤波功能的锁相环，并利用所述锁相环获取所述电容电压u_c在α轴和β轴上的电压分量u_cα和u_cβ。

优选的，所述目标控制信号具体为目标差值与所述电压调节值的差值；其中，所述目标差值为所述目标状态变量与所述电容电压阻尼反馈量的差值。

相应的，本发明还公开了一种LCL型并网逆变器的控制装置，包括：

变量获取模块，用于分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、所述LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及所述LCL型并网逆变器的电容电压；

变量反馈模块，用于利用降维电流观测器观测所述LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；其中，所述目标状态变量包括所述逆变侧电流的状态变量、所述电容电压的状态变量和所述电网电流的状态变量；

反馈量获取模块，用于将所述电容电压输入至高通滤波器，并获取所述高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；

调节值获取模块，用于将所述直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；

逆变器控制模块，用于将所述电容电压阻尼反馈量、所述目标状态变量和所述电压调节值共同输入至电压控制器，以利用所述电压控制器所输出的目标控制信号对所述LCL型并网逆变器进行控制。

相应的，本发明还公开了一种LCL型并网逆变器的控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述所公开的一种LCL型并网逆变器的控制方法的步骤。

相应的，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述所公开的一种LCL型并网逆变器的控制方法的步骤。

可见，在本发明中，首先是分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及LCL型并网逆变器的电容电压；然后，利用降维电流观测器观测LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；其中，目标状态变量包括逆变侧电流的状态变量、电容电压的状态变量和电网电流的状态变量；同时，将电容电压输入至高通滤波器，并获取高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；之后，将直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；最后，再将电容电压阻尼反馈量、目标状态变量和电压调节值共同输入至电压控制器，以利用电压控制器所输出的目标控制信号对LCL型并网逆变器进行控制。显然，通过这样的控制方法就相当于是利用LCL型并网逆变器的电容电压、逆变侧电流和由降维电流观测器观测得到的电网电流对LCL型并网逆变器进行了全状态变量反馈控制，同时，结合高通滤波器对LCL型并网逆变器中的高频分量进行抑制，由此就可以显著提高LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性。相应的，本发明所提供的一种LCL型并网逆变器的控制装置、设备及介质，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制拓扑示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种降维电流观测器的示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制装置的结构图；

图6为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制设备的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，图1为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制方法的流程图；该控制方法包括：

步骤S11：分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及LCL型并网逆变器的电容电压；

步骤S12：利用降维电流观测器观测LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；

其中，目标状态变量包括逆变侧电流的状态变量、电容电压的状态变量和电网电流的状态变量；

步骤S13：将电容电压输入至高通滤波器，并获取高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；

步骤S14：将直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；

步骤S15：将电容电压阻尼反馈量、目标状态变量和电压调节值共同输入至电压控制器，以利用电压控制器所输出的目标控制信号对LCL型并网逆变器进行控制。

在本实施例中，是提供了一种LCL型并网逆变器的控制方法，通过该控制方法可以显著提高LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性。请参见图2，图2为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的示意图。在图2当中，I为并网逆变器，F为LCL型滤波器，G为电网，在本实施例中，是将电网等效为三相交流电压源与阻抗进行串联的形式。在该控制方法中，首先是分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及LCL型并网逆变器的电容电压，具体的，在实际操作过程中，可以通过传感器测量得出LCL型并网逆变器的直流母线电压、逆变侧电流以及电容电压。

然后，再利用降维观测器观测LCL型并网逆变器在输出侧的电网电流，并构造反馈增益矩阵来反馈目标状态变量；其中，目标状态变量包括逆变侧电流的状态变量、电容电压的状态变量和电网电流的状态变量；同时，将LCL型并网逆变器的电容电压输入至高通滤波器，并获取高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；之后，再将LCL型并网逆变器的直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；最后，再将电容电压阻尼反馈量、目标状态变量和电压调节值共同输入至电压控制器，并利用电压控制器所输出的目标控制信号来对LCL型并网逆变器进行控制。

可以理解的是，通过增益反馈矩阵反馈逆变侧电流的状态变量、电容电压的状态变量和电网电流的状态变量，就可以实现对LCL型并网逆变器的全状态变量反馈控制，同时，将LCL型并网逆变器的电容电压输入至高通滤波器，就可以达到利用高通滤波器对LCL型并网逆变器中的高频分量进行抑制的目的。显然，通过这样的设置方式，就可以提高LCL型并网逆变器的鲁棒性，并提高LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性。

需要说明的是，在实际操作过程中，步骤S12至步骤S14不限定其前后顺序，可以同步获取这些分量。此外，本申请所提供的控制方法，在不需要额外增加传感器的情况下就可以提升LCL型并网逆变器的鲁棒性，并保证LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性，这样不仅不会增加控制***的复杂度，而且，也无需增加LCL型并网逆变器所需要的造价成本，更加便于工程操作。

可见，在本实施例中，首先是分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及LCL型并网逆变器的电容电压；然后，利用降维电流观测器观测LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；其中，目标状态变量包括逆变侧电流的状态变量、电容电压的状态变量和电网电流的状态变量；同时，将电容电压输入至高通滤波器，并获取高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；之后，将直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；最后，再将电容电压阻尼反馈量、目标状态变量和电压调节值共同输入至电压控制器，以利用电压控制器所输出的目标控制信号对LCL型并网逆变器进行控制。显然，通过这样的控制方法就相当于是利用LCL型并网逆变器的电容电压、逆变侧电流和由降维电流观测器观测得到的电网电流对LCL型并网逆变器进行了全状态变量反馈控制，同时，结合高通滤波器对LCL型并网逆变器中的高频分量进行抑制，由此就可以显著提高LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，上述步骤：将直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值的过程，包括：

将直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到第一差值，并将第一差值输入至电压调节器，以获取期望输出电流；

将期望输出电流与逆变侧电流进行比较，得到第二差值，并将第二差值输入至电流调节器，以获取电压调节值。

在本实施例中，为了实现直流母线电压对LCL型逆变器的外环控制，是提供了一种计算电压调节值的方法。请参见图3，图3为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制拓扑示意图。在获取电压调节值的过程中，首先是将直流母线电压u_dc和期望直流母线电压u_qcref进行比较，得到第一差值，并将第一差值输入至电压调节器，以获取期望输出电流。

在本实施例中为了方便计算，是将期望输出电流分别映射到d轴和q轴上，那么，由此就会得到期望输出电流分别在d轴和q轴上的分量i_dref和i_qref，也即：

式中，K_pu为直流母线电压调节器的比例系数，K_iu为直流母线电压调节器的积分系数，u_dcref为期望直流母线电压在d轴上的分量，u_qcref为期望直流母线电压在q轴上的分量，u_dc为直流母线电压。

然后，再将期望输出电流与逆变侧电流进行比较，得到第二差值，并将第二差值输入至电流调节器，以获取电压调节值。在本实施例中，为了方便实际操作过程的计算，是获取了电压调节值在两相旋转坐标系dq中的电压分量u_dpi和u_qpi。具体的，在实际操作过程中，是分别将d轴电流期望值i_dref和q轴电流期望值i_qref与逆变侧电流i_i在d轴和q轴上的电流分量进行比较，得到相应的差值，并将相应得到的差值分别输入至d轴电流调节器和q轴电流调节器中，分别得到逆变侧电流在d轴和q轴上的电压调节值u_dpi和u_qpi。也即：

式中，K_Pi和K_Ii分别为d轴电流调节器的比例系数和积分系数，i_id和i_iq分别为逆变侧电流i_i在d轴和q轴上的电流分量。

需要说明的是，在本实施例中，是将d轴电流调节器和q轴电流调节器设置为调节参数均相同的电流调节器，也即，q轴电流调节器的比例系数和积分系数分别与d轴电流调节器的比例系数和积分系数相同。

然后，再利用坐标变换分别将d轴电流调节器和q轴电流调节器所输出的电压调节值u_dpi和u_qpi变换到两相静止坐标系αβ中，得到电压调节值u_αpi和u_βpi，也即：

式中，θ_pll为电容电压u_c的矢量相位。

显然，通过本实施例所提供的技术方案，可以使得目标调节值的获取过程更加准确与可靠。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，当高通滤波器为二阶高通滤波器时，则电容电压阻尼反馈量的表达式为：

式中，k_h为增益系数，ξ_h为阻尼系数，ω_h为截止频率，u_cα为电容电压在α轴上的电压分量，u_cβ为电容电压在β轴上的电压分量。

在本实施例中，是利用二阶高通滤波器来获取电容电压阻尼反馈量，因为二阶高通滤波器能够滤除信号中不必要的低频成分，所以，利用二阶高通滤波器就可以避免LCL型并网逆变器所受到的低频干扰，并由此增强在对LCL型并网逆变器控制过程中的谐振抑制效果。

具体的，在实际操作过程中，将电容电压u_c在α轴和β轴上的分量u_cα和u_cβ分别通过二阶高通滤波器，就会得到电压阻尼反馈量u_{cα_res}和u_{cβ_res}，也即：

其中，

L₁为LCL型并网逆变器的电感，C_f为LCL型并网逆变器的电容，L₂为LCL型并网逆变器的网侧电感，L_g为电网阻抗。

显然，相比于现有技术中电容电压超前-滞后有源阻尼的方法，利用二阶高通滤波器可以实现电容电压相位超前90°的微分反馈，同时通过与全状态变量反馈控制的有效结合，就可以实现宽频域的谐振抑制。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，降维电流观测器的表达式为：

式中，

为电容电压在α轴上的电压分量微分观测值，C为电容电压的容值，i_iα为逆变侧电流在α轴上的电流分量，

为电网电流在α轴上的电流分量观测值，u_cα为电容电压在α轴上的电压分量，

为电容电压在α轴上的电压分量观测值，

为电容电压在β轴上的电压分量微分观测值，i_iβ为逆变侧电流在β轴上的电流分量，

为电网电流在β轴上的电流分量观测值，u_cβ为电容电压在β轴上的电压分量，

为电容电压在β轴上的电压分量观测值，P₁为电容电压的比例积分调节器，P₂为电网电流的比例积分调节器。

请参见图4，图4为本发明实施例所提供的一种降维电流观测器的示意图。具体的，在创建降维电流观测器的过程中，首先是将LCL型并网逆变器的电容电压u_c和逆变侧电流i_i作为输入量，并将LCL型并网逆变器输出侧的电网电流i_g设置为输出量来构建LCL型并网逆变器的状态方程，其中，状态方程的表达式为：

式中，

为电容电压u_c的微分量，

为电网电流i_g的微分量，C为电容电压的容值，u_c为电容电压，i_g为电网电流，i_i为逆变侧电流。

然后，再根据上式，利用比例积分调节器P1和P2来构造降维电流观测器，也即：

式中，变量上标∧表示观测量，

为电容电压的微分观测值，C为电容电压的容值，i_i为逆变侧电流，

为电网电流i_g的观测值，u_c为电容电压，

为电容电压u_c的观测值，K_Pu和K_Iu分别为电容电压的比例积分调节器中的比例系数和积分系数，K_Pi和K_Ii分别为电网电流的比例积分调节器的比例系数和积分系数。

那么，电网电流在两相静止坐标系下α轴和β轴分量

的观测器分别为：

显然，通过本实施例所提供的技术方案，进一步保证了降维电流观测器在创建过程中的可靠性。并且，使用降维电流观测器来观测LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，也可以避免使用传感器去测量LCL型并网逆变器输出侧电网电流的繁琐过程，这样不仅可以进一步降低对人力资源的消耗，而且，也可以降低在对LCL型并网逆变器控制过程中所需要的造价成本。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，当增益反馈矩阵为K＝[K₁ K₂ K₃]时，目标状态变量的表达式为：

式中，i_iα为逆变侧电流在α轴上的电流分量，u_cα为电容电压在α轴上的电压分量，

为电网电流在α轴上的电流分量观测值，i_iβ为逆变侧电流在β轴上的电流分量，u_cβ为电容电压在β轴上的电压分量，

为电网电流在β轴上的电流分量观测值，K₁、K₂和K₃分别为增益反馈矩阵K中的参数。

可以理解的是，构造增益反馈矩阵的目的是为了反馈目标状态变量，而目标状态变量又包括逆变侧电流的状态变量、电容电压的状态变量和电网电流的状态变量，所以，在本实施例中是将增益反馈矩阵设置为K＝[K₁ K₂ K₃]，因为该增益反馈矩阵的结构形式较为简单，这样就可以方便后续流程的计算与处理。

然后，再利用增益反馈矩阵K＝[K₁ K₂ K₃]来反馈逆变侧电流、电容电压和电网电流分别在两相静止坐标系α轴和β轴上的分量，并以此来获取目标状态变量的表达式，也即：

显然，利用采样得到的逆变侧电流和电容电压，以及由降维电流观测器所观测得到的电网电流来实现LCL型并网逆变器的全状态变量反馈控制，这样不仅可以提升LCL型并网逆变器抑制电网扰动的能力，而且，也可以提升LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，上述LCL型并网逆变器的控制方法还包括：

获取电容电压u_c的线电压u_cAB和u_cBC；

将线电压u_cAB和u_cBC输入至具有滤波功能的锁相环，并利用锁相环获取电容电压u_c在α轴和β轴上的电压分量u_cα和u_cβ

在本实施例中，为了便于对LCL型并网逆变器的控制，是通过锁相环来获取电容电压u_c在α轴和β轴上的电压分量u_cα和u_cβ，也即，首先是获取电容电压u_c的线电压u_cAB和u_cBC；然后，再将线电压u_cAB和u_cBC输入至具有滤波功能的锁相环，并利用锁相环获取电容电压u_c的矢量相位θ_pll、电容电压u_c在α轴和β轴上的电压分量u_cα和u_cβ。

此外，在本实施例中，还构建了用于对LCL型逆变器的逆变侧电流i_i和电容电压u_c进行坐标变换的坐标变换模块。请参见图3，在创建坐标变换模块的过程中，是将坐标变换模块中两相静止坐标系的β轴超前α轴90°，α轴与电容电压u_c的A轴重合，并设置坐标变换模块中的两相旋转坐标系的q轴超前d轴90°，d轴与矢量相位θ_pll重合。

显然，当获取到逆变侧电流i_i的线电流i_A和i_B之后，再将逆变侧电流i_i的线电流i_A和i_B输入至坐标变换模块，就可以获取得到逆变侧电流i_i在α轴和β轴上的电流分量i_iα和i_iβ，以及逆变侧电流i_i在d轴和q轴上的电流分量i_id和i_iq。

能够想到的是，当通过坐标变换模块对LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及LCL型并网逆变器的电容电压进行坐标转换之后，不仅可以简化繁琐的计算流程，而且，也可以相对降低对计算资源的消耗量，这样就能够提高在对LCL型并网逆变器进行分析过程中的便捷度。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，目标控制信号具体为目标差值与电压调节值的差值；

其中，目标差值为目标状态变量与电容电压阻尼反馈量的差值。

具体的，在本实施例中，目标控制信号＝目标状态变量-电容电压阻尼反馈量-电压调节值。请参见图3，在实际操作过程中，目标控制信号的获取过程包括：首先是将采集得到的逆变侧电流i_i、电容电压u_c和由降维电流观测器观测得到的电网电流

通过构造的反馈矩阵K＝[K₁ K₂ K₃]实现全状态变量反馈控制，也即，得到目标状态变量；然后，再将目标状态变量、电容电压阻尼反馈量和电压调节值共同输入至电压控制器，就可以得到目标控制信号；其中，目标控制信号在两相静止坐标系α轴和β轴上的分量表达式为：

之后，再将目标控制信号与LCL型并网逆变器的直流母线电压u_dc共同输入至电压空间矢量脉冲调制器，这样电压空间矢量脉冲调制器就会产生相应的PWM控制信号去驱动LCL型并网逆变器中的功率器件，并对LCL型并网逆变器进行控制，由此就可以显著提升LCL型并网逆变器在运行过程中的稳定性。

请参见图5，图5为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制装置的结构图，该控制装置包括：

变量获取模块21，用于分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及LCL型并网逆变器的电容电压；

变量反馈模块22，用于利用降维电流观测器观测LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；其中，目标状态变量包括逆变侧电流的状态变量、电容电压的状态变量和电网电流的状态变量；

反馈量获取模块23，用于将电容电压输入至高通滤波器，并获取高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；

调节值获取模块24，用于将直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；

逆变器控制模块25，用于将电容电压阻尼反馈量、目标状态变量和电压调节值共同输入至电压控制器，以利用电压控制器所输出的目标控制信号对LCL型并网逆变器进行控制。

本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制装置，具有前述所公开的一种LCL型并网逆变器的控制方法所具有的有益效果。

请参见图6，图6为本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制设备的结构图；该控制设备包括：

存储器31，用于存储计算机程序；

处理器32，用于执行计算机程序时实现如前述所公开的一种LCL型并网逆变器的控制方法的步骤。

本发明实施例所提供的一种LCL型并网逆变器的控制设备，具有前述所公开的一种LCL型并网逆变器的控制方法所具有的有益效果。

相应的，本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述所公开的一种LCL型并网逆变器的控制方法的步骤。

本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，具有前述所公开的一种LCL型并网逆变器的控制方法所具有的有益效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种LCL型并网逆变器的控制方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种LCL型并网逆变器的控制方法，其特征在于，包括：

分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、所述LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及所述LCL型并网逆变器的电容电压；

利用降维电流观测器观测所述LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；其中，所述目标状态变量包括所述逆变侧电流的状态变量、所述电容电压的状态变量和所述电网电流的状态变量；

将所述电容电压输入至高通滤波器，并获取所述高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；

将所述直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；

将所述电容电压阻尼反馈量、所述目标状态变量和所述电压调节值共同输入至电压控制器，以利用所述电压控制器所输出的目标控制信号对所述LCL型并网逆变器进行控制；

所述降维电流观测器的表达式为：

式中，

为所述电容电压在α轴上的电压分量微分观测值，C为所述电容电压的容值，i_iα为所述逆变侧电流在α轴上的电流分量，

为所述电网电流在α轴上的电流分量观测值，u_cα为所述电容电压在α轴上的电压分量，

为所述电容电压在α轴上的电压分量观测值，

为所述电容电压在β轴上的电压分量微分观测值，i_iβ为所述逆变侧电流在β轴上的电流分量，

为所述电网电流在β轴上的电流分量观测值，u_cβ为所述电容电压在β轴上的电压分量，

为所述电容电压在β轴上的电压分量观测值，P₁为所述电容电压的比例积分调节器，P₂为所述电网电流的比例积分调节器。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述将所述直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值的过程，包括：

将所述直流母线电压和所述期望直流母线电压进行比较，得到第一差值，并将所述第一差值输入至电压调节器，以获取期望输出电流；

将所述期望输出电流与所述逆变侧电流进行比较，得到第二差值，并将所述第二差值输入至电流调节器，以获取所述电压调节值。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述高通滤波器为二阶高通滤波器时，则所述电容电压阻尼反馈量的表达式为：

式中，u_{cα_res}和u_{cβ_res}为所述电容电压阻尼反馈量，k_h为增益系数，ξ_h为阻尼系数，ω_h为截止频率，u_cα为电容电压在α轴上的电压分量，u_cβ为电容电压在β轴上的电压分量。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述增益反馈矩阵为K＝[K₁ K₂ K₃]时，所述目标状态变量的表达式为：

式中，i_iα为所述逆变侧电流在α轴上的电流分量，u_cα为所述电容电压在α轴上的电压分量，

为所述电网电流在α轴上的电流分量观测值，i_iβ为所述逆变侧电流在β轴上的电流分量，u_cβ为所述电容电压在β轴上的电压分量，

为所述电网电流在β轴上的电流分量观测值，K₁、K₂和K₃分别为所述增益反馈矩阵K中的参数。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述电容电压的线电压u_cAB和u_cBC；

将所述线电压u_cAB和u_cBC输入至具有滤波功能的锁相环，并利用所述锁相环获取所述电容电压在α轴和β轴上的电压分量u_cα和u_cβ。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述目标控制信号具体为目标差值与所述电压调节值的差值；其中，所述目标差值为所述目标状态变量与所述电容电压阻尼反馈量的差值。

7.一种LCL型并网逆变器的控制装置，其特征在于，包括：

变量获取模块，用于分别获取LCL型并网逆变器输入侧的直流母线电压、所述LCL型并网逆变器的逆变侧电流以及所述LCL型并网逆变器的电容电压；

变量反馈模块，用于利用降维电流观测器观测所述LCL型并网逆变器输出侧的电网电流，并构造增益反馈矩阵以反馈目标状态变量；其中，所述目标状态变量包括所述逆变侧电流的状态变量、所述电容电压的状态变量和所述电网电流的状态变量；

反馈量获取模块，用于将所述电容电压输入至高通滤波器，并获取所述高通滤波器所输出的电容电压阻尼反馈量；

调节值获取模块，用于将所述直流母线电压和期望直流母线电压进行比较，得到电压调节值；

逆变器控制模块，用于将所述电容电压阻尼反馈量、所述目标状态变量和所述电压调节值共同输入至电压控制器，以利用所述电压控制器所输出的目标控制信号对所述LCL型并网逆变器进行控制；

所述降维电流观测器的表达式为：

式中，

为所述电容电压在α轴上的电压分量微分观测值，C为所述电容电压的容值，i_iα为所述逆变侧电流在α轴上的电流分量，

为所述电网电流在α轴上的电流分量观测值，u_cα为所述电容电压在α轴上的电压分量，

为所述电容电压在α轴上的电压分量观测值，

为所述电容电压在β轴上的电压分量微分观测值，i_iβ为所述逆变侧电流在β轴上的电流分量，

为所述电网电流在β轴上的电流分量观测值，u_cβ为所述电容电压在β轴上的电压分量，

为所述电容电压在β轴上的电压分量观测值，P₁为所述电容电压的比例积分调节器，P₂为所述电网电流的比例积分调节器。

8.一种LCL型并网逆变器的控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的一种LCL型并网逆变器的控制方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种LCL型并网逆变器的控制方法的步骤。

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