LCL型并网逆变器自抗扰电流控制研究

发布时间：2020-12-05 02:08

　　随着可再生能源在当今社会能源系统中的比重日益增大和人类对环境保护意识的增强,以太阳能、风能为主的可再生能源的分布式发电技术得到了飞速的发展。并网逆变器是应用可再生能源的关键设备,它将太阳能发电、风力发电等产生的电能馈入到电网。本文针对并网逆变器电流控制技术展开了研究。首先,以LCL型并网逆变器作为研究对象,对LCL型并网逆变器的谐振、电网电压扰动以及数字控制时延问题的产生机理进行了阐述,并且针对这些问题的常用解决方案进行了分析,比较了各种方法的优点和不足。然后,针对LCL型并网逆变器的谐振阻尼、电网电压扰动和数字控制时延问题,提出了基于自抗扰控制（ADRC,active disturbance rejection control）的LCL型并网逆变器电流控制方法。在分析ADRC控制技术原理的基础上,设计ADRC电流控制器,实现谐振阻尼和扰动抑制,输出电流跟踪给定的参考电流。通过仿真验证了ADRC控制方法的有效性。与基于比例积分（PI,proportional-integral）和电容电流反馈有源阻尼的控制方法相比,基于ADRC的LCL型并网逆变器电流控制和谐波抑制能力更优,且无需额外的... 

【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校

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018年各国或地区对一次能源消费增长的贡献[3]

硕士学位论文2剧，人类的居住环境也愈加恶劣。图1.2各国二氧化碳总排放和人均排放情况[3]能源的可持续供给、世界环境保护等问题是全世界人类所面临的重大挑战，中国作为全球最大的能源消费国任重道远。为了能够更好的应对全球的能源紧缺和环境污染问题，世界经济发达国家在制定和实施全球节能低碳减排发展战略，并积极探索各种可再生能源和新型清洁能源的发展和利用方法。2018年全球可再生能源占比增长14.5%，其中光伏发电增长量达到3000万吨石油当量，仅低于风力发电（3200万吨油当量），可再生能源环比增长40%。其中，我国可再生能源增量约为3200万吨石油当量，超过了亚太经合组织的可再生增量能源总和（2600万吨石油当量）[1]。可以看出，我国正在积极努力发展新型可再生能源，尤其是光伏发电和风力发电。在可预见的时间内，光伏发电等可再生能源在应对能源紧缺和环境问题中扮演的角色将日益重要。美国是最早的研究与制定使用光伏产品与技术标准的发达国家,美国光伏行业在美国的技术革新与美国政府的激励投资补偿政策的双重支持和刺激下，多年来一直保持了高速增长。随着《巴黎协定》签署生效，以及各个国家能源危机的出现，世界各个国家都在积极的推广可再生能源发电。据我国国家统计局2018年数据，世界光伏装机容量增长迅速，其中新增装机容量达到102GW，总光伏装机容量达到405GW。欧盟委员会联合研究中心预测，到2030年，全球光伏发电在全球供应上的占比将增加到10%。估计到本世纪末，光伏发电产能将占到全球发电总量的60%以上。各国对可再生能源开发利用的大力支持和投入，使得可再生能源发电技术的研究成果比以前任何时候都丰富。2019年国家能源局发布了《关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》[4]，明确优先

硕士学位论文162.3数字控制时延及其影响事实上，控制算法大多都是通过数字控制器来实现，而数字控制器都存在时延问题，因此连续模型下得到的一些结论在数字控制的条件下不一定成立。数字控制产生时延的原理如图2.9所示。假设逆变器的开关频率为swf，为了降低开关噪声，通常在三角载波的波峰和波谷对电流信号进行采样，因此采样频率（控制频率）=2sswff。为了避免调制信号和载波信号的重复交结，k时刻的采样信号通过控制算法计算后得到调制信号，该调制信号将在k+1时刻更新，因此将产生1个控制周期的时延=1/ssTf，称之为计算延时。此后该调制信号在下一个采样周期内将保持常数，该过程可用零阶保持器描述如下，1()=sssTsTholdseGsTes（2-11）由此可知零阶保持器将产生0.5个控制周期的时延，称之为PWM调制时延。综合可知，数字控制器通常会产生1.5个控制周期的时延，该时延将对系统的稳定性产生影响。图2.9数字控制时延产生原理为了考虑更为实际的情况，即数字控制器时延以及电感寄生电阻，可得到LCL滤波器的连续域方框图和传递函数如下，KPWMvinv(s)+-+-+-iC(s)vC(s)i2(s)vg(s)··i1(s)1sCvr(s)1.5ssTe111sL+R221sL+R图2.10考虑数字时延时的LCL滤波器连续域方框图


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