LCL濾波三電平并網逆變器有源阻尼控制
為了抑制LCL濾波器的諧振,在工程中通常給電容支路上串聯或并聯一定值的電阻,利用電阻的阻尼作用來穩定系統。這種方法簡單可靠,不用改變算法,但由于阻尼電阻損耗的存在,會使系統效率有所下降。另一種方法是通過算法來抑制諧振的有源阻尼控制,如在控制閉環中采用虛擬電阻、超前滯后環節、雙帶通濾波器、電容支路電壓高頻分量、遺傳算法、虛擬阻尼功率等方法亦可達到抑制效果,并且不會引起系統額外的損耗。由于虛擬電阻有源阻尼控制法物理意義明確,易于實現,因此得到了一些應用。
圖3為在LCL濾波器電容支路串聯電阻后,逆變器網側等效結構框圖,經變換后可以等效為圖4所示結構,其中虛線框內為采用L濾波器逆變器網側等效結構圖。
虛擬電阻有源阻尼控制的思想就是采用算法來模擬sRC部分,以實現與電容支路串入電阻相同的阻尼作用。圖2中,LCL濾波器串入2 Ω和
5 Ω電阻后,隨著電阻的增加,雖然高頻段的濾波衰減減慢,但對諧振點的抑制效果增強。圖5為模擬電容支路串電阻的虛擬電阻有源阻尼環節,將其增加到系統電流內環中以抑制諧振。
2.3 相位補償
LCL濾波型并網逆變器直接通過反饋網側電流進行控制,屬于不穩定系統,所以通常采用逆變器側電流作為反饋量進行閉環控制以增加系統穩定性。但由于電容支路的存在,使網側電流與電網電壓存在相位差,并且相位差的大小會隨著并網電流的不同有所改變,無法做到單位功率因數并網或可控功率因數運行。
圖6為并網逆變器雙閉環控制框圖。這里將電容支路電流反饋到控制閉環來補償該相位差,將電容支路瞬時功率q軸分量經低通濾波器作為控制系統無功電流給定進行相位補償。
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