【技术实现步骤摘要】
一种基于双环电流控制策略的三相LCL型SAPF参数设计方法
[0001]本专利技术属于电网逆变
，具体涉及一种基于双环电流控制策略的三相LCL型并联有源电力滤波器(SAPF)参数设计方法。
技术介绍
[0002]随着电力能源行业的发展，越来越多可再生能源发电系统、电力电子装置及储能设备接入到电力系统中，使得电网特性愈发复杂，谐波污染问题日益严峻。有源电力滤波器作为一种典型的电能质量治理装置，具有灵活、谐波补偿精度高，响应迅速等优点，可有效缓解电网谐波污染。
[0003]为抑制逆变器开关谐波，通常需要在有源电力滤波器的逆变器输出端配置L型或者LCL型滤波器。与L型滤波器相比，LCL型滤波器因其更好的高频段谐波衰减能力及更小的体积被广泛采用。但LCL型滤波器的谐振特性使其对电网阻抗变化敏感，尤其在高比例新能源接入的复杂电网特性下，存在失稳风险。
[0004]对于LCL型并联有源电力滤波器(LCL
‑
SAPF)而言，除了需要一组安装于公共耦合点(PCC)用于维持电网同步的电压传感器和一组直流...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双环电流控制策略的三相LCL型SAPF参数设计方法，所述的SAPF参数包括基波电流环比例谐振控制器参数、电网电流环谐波电流比例谐振控制器参数、以及LCL滤波器参数；其特征在于，所述的参数设计方法包括以下步骤：(1)基于无源性理论，建立三相SAPF双环电流控制系统与电网相互作用的等效导纳模型；并根据导纳模型中输出导纳Y
oc
的实部，得到使得在奈奎斯特频率范围内Y
oc
实部非负的基波电流环控制器比例环节增益K
pf
和电网电流环控制器比例环节增益K
ph
的等式关系；(2)将步骤(1)所述的等式关系代入双环电流控制系统闭环特征方程中，从而将特征方程中的两个控制器比例环节增益K
pf
和K
ph
简化至仅保留K
ph
；利用劳斯判据计算简化后的特征方程，得到LCL滤波器参数取值的判定条件；(3)选取一组满足步骤(2)中所述判定条件的LCL滤波器参数，根据双环电流控制系统关于比例环节增益K
ph
的根轨迹，得到使系统稳定的K
ph
取值范围；在该取值范围内，根据电网电流环的期望截止角频率ω
c
确定电网电流环控制器比例环节增益K
ph
；再根据步骤(1)中所述的等式关系得到基波电流环控制器比例环节增益K
pf
；(4)计算系统在n次谐波频率处ω
n
的相角作为n次谐振单元的补偿相角；结合双环电流控制系统关于谐振系数K
r1
及K
rn
的根轨迹与在跟踪频率ω1及ω
n
处的期望增益，确定谐振系数K
r1
及K
rn
的取值。2.根据权利要求1所述的一种基于双环电流控制策略的三相LCL型SAPF参数设计方法，其特征在于，所述的SAPF双环电流控制系统包括：母线电压外环，其以直流母线电压值ν
dc
及直流母线电压参考值为输入，经直流电压控制器调节后得到的输出量与锁相环对公共耦合点锁相得到的相角信息相乘，得到基波电流环的参考值基波电流环，其以参考值和逆变器侧反馈电流i
inv
为输入，经基波电流环比例谐振控制器调节后得到输出；电网电流环，其以电网电流i
s
为输入，经电网电流环谐波电流比例谐振控制器调节后得到输出；所述的基波电流环和电网电流环的输出量相加后经SPWM调制得到开关信号，将其作用于三相电压源逆变器，最终得到逆变器输出电压。3.如权利要求1所述的一种基于双环电流控制策略的三相LCL型SAPF参数设计方法，其特征在于，所述的等效导纳模型为：其中，I
s
(s)、I
ref
(s)、V
pcc
(s)与I
L
(s)分别为s域下的电网电流、电网电流参考值、公共耦合点PCC电压以及负载电流；G
I
(s)与G
L
(s)分别为当参考值为I
ref
(s)和I
L
(s)时的SAPF控制系统闭环传递函数；Y
oc
(s)为SAPF控制系统等效输出导纳，Z
g
(s)为电网阻抗。4.如权利要求1所述的一种基于双环电流控制策略的三相LCL型SAPF参数设计方法，其特征在于，步骤(1)中所述的等式关系如下：<...
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