LCL制造技术

LCL

【技术实现步骤摘要】
LCL并网逆变器的全驱系统模型的构建方法及系统、三相桥式LCL并网系统的控制方法


[0001]本专利技术涉及并网逆变器控制

。

技术介绍

[0002]新能源并网系统中需要用到电力电子变流器，而逆变器是高频开关设备，会固有地将谐波注入电网，进而直接导致电网电能质量下跌，系统的稳定性降低
。
因此为了有效衰减高频谐波，通常在逆变器输出端使用
LCL
型滤波器
。LCL
型滤波器具有成本低
、
体积小
、
滤波效果好等优点，但其结构是三阶谐振电路，存在两个谐振点，使得系统控制和设计变得复杂
。
[0003]三相桥式电压型逆变器广泛应用于并网系统，其控制方式主要分为电压定向控制和直接功率控制两大类
。
当使用
LCL
型滤波器时，为了稳定分布式发电系统的运行并改善注入电流的波形，在设计控制器时，需要采用不同的阻尼技术来抑制可能的共振
。
逆变侧阻尼措施主要分为无源阻尼法
(Passive Damping
，
PD)
和有源阻尼法
(Active Damping
，
AD)
，其中无源阻尼法易于实现，插入一个或多个电阻器以抑制可能的谐振导致的额外功率损耗，但大功率下以更多的阻尼功率损失为代价
。
[0004]综上所述，
LCL
滤波器虽具有良好的滤波效果，但因
LCL
滤波器自身固有谐振峰而提高了系统的阶数，使得控制设计变得复杂，进而使得三相桥式
LCL
并网系统由于系统阶数高稳定性差而难于控制
。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决现有三相桥式
LCL
并网系统由于系统阶数高使得稳定性差难于控制的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供
LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建方法，所述方法为：
[0008]S1、
针对待建模的三相并网逆变器，采集三相并网逆变器上的元器件参数
、
网侧逆变器输出的三相参数和电网三相参数；
[0009]S2、
根据所述元器件参数
、
网侧逆变器输出的三相参数和电网三相参数，建立状态空间模型；
[0010]S3、
采用严反馈系统将所述状态空间模型转换为全驱系统模型
。
[0011]进一步，还有一种优选实施例，上述步骤
S1
中的元器件参数包括逆变器侧的三相电感参数
、
逆变器侧的寄生电阻参数
、
电网侧的三相电感参数
、
电网侧的寄生电阻参数
、
三相滤波电容参数和三相滤波电容上的电压参数
。
[0012]进一步，还有一种优选实施例，上述步骤
S1
中的网侧逆变器输出的三相参数包括网侧逆变器输出三相电压和网侧逆变器输出三相电流；
[0013]所述电网三相参数包括电网侧三相电流和电网三相电压
。
[0014]进一步，还有一种优选实施例，上述步骤
S2
中的状态空间模型表示为：
[0015][0016]其中，
L
fk
为逆变器侧的三相电感，
i
k
为网侧逆变器输出的三相电流，
u
k
为网侧逆变器输出的三相电压，
v
k
为三相滤波电容上的电压，
R
fk
为逆变器侧的寄生电阻，
L
gk
为电网侧的三相电感，
i
gk
为电网侧三相电流，
R
gk
为电网侧的寄生电阻，
e
k
为电网三相电压，
C
k
为三相滤波电容
。
[0017]进一步，还有一种优选实施例，上述步骤
S3
具体为：
[0018]S31、
对所述严反馈系统进行处理变换，获得高阶全驱模型；
[0019]S32、
对所述状态空间模型中的参数进行转换处理，获得处理的状态空间模型；
[0020]S33、
根据所述高阶全驱模型，将所述处理的状态空间模型的形式转换为严反馈系统形式，获得转换后的状态空间模型；
[0021]S34、
将所述转换后的状态空间模型通过参数转换，获得三阶全驱系统；
[0022]S35、
将所述三阶全驱系统进行转换，获得全驱系统模型
。
[0023]进一步，还有一种优选实施例，上述步骤
S3
中的全驱系统模型表示为：
[0024][0025]其中，
R
g
为电网侧电阻矩阵，
L
g
为电网侧电感矩阵，
R
f
为逆变器侧电阻矩阵，
L
f
为逆变器侧电感矩阵，
C
为滤波电容矩阵，
e
为电网电压矩阵，
u
为输入电压矩阵，
Z
为电网电流矩阵
。
[0026]本专利技术还提供三相桥式
LCL
并网系统的控制方法，所述控制方法是基于全驱系统模型实现的，所述全驱系统模型是采用权利要求1‑6任意一项所述的
LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建方法获得的，所述控制方法：
[0027]将电网侧电阻参数
、
电网侧电感参数
、
逆变器侧电阻参数
、
逆变器侧电感参数
、
滤波电容参数和电网电压输入到所述全驱系统模型中，获得稳定控制率；
[0028]采用所述稳定控制率调整三相桥式
LCL
并网系统的参数
。
[0029]本专利技术所述的
LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建方法可以全部采用计算机软件实现，因此，对应的，本专利技术还提供补充
LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建系统，所述系统为：
[0030]用于根据三相并网逆变器，采集三相并网逆变器上的元器件参数
、
网侧逆变器输出的三相参数和电网三相参数的存储装置；
[0031]用于根据所述元器件参数
、
网侧逆变器输出的三相参数和电网三相参数，建立状态空间模型的存储装置；
[0032]用于采用严反馈系统将所述状态空间模型转换为全驱系统模型的存储装置
。
[0033]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建方法，其特征在于，所述方法为：
S1、
针对待建模的三相并网逆变器，采集三相并网逆变器上的元器件参数
、
网侧逆变器输出的三相参数和电网三相参数；
S2、
根据所述元器件参数
、
网侧逆变器输出的三相参数和电网三相参数，建立状态空间模型；
S3、
采用严反馈系统将所述状态空间模型转换为全驱系统模型
。2.
根据权利要求1所述的
LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建方法，其特征在于，所述步骤
S1
中的元器件参数包括逆变器侧的三相电感参数
、
逆变器侧的寄生电阻参数
、
电网侧的三相电感参数
、
电网侧的寄生电阻参数
、
三相滤波电容参数和三相滤波电容上的电压参数
。3.
根据权利要求1所述的
LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建方法，其特征在于，所述步骤
S1
中的网侧逆变器输出的三相参数包括网侧逆变器输出三相电压和网侧逆变器输出三相电流；所述电网三相参数包括电网侧三相电流和电网三相电压
。4.
根据权利要求1所述的
LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建方法，其特征在于，所述步骤
S2
中的状态空间模型表示为：其中，
L
fk
为逆变器侧的三相电感，
i
k
为网侧逆变器输出的三相电流，
u
k
为网侧逆变器输出的三相电压，
v
k
为三相滤波电容上的电压，
R
fk
为逆变器侧的寄生电阻，
L
gk
为电网侧的三相电感，
i
gk
为电网侧三相电流，
R
gk
为电网侧的寄生电阻，
e
k
为电网三相电压，
C
k
为三相滤波电容
。5.
根据权利要求1所述的
LCL
并网逆变器的全驱系统模型的构建方法，其特征在于，所述步骤
S3
具体为：
S31、
对所述严反馈系统进行处理变换，获得高阶全驱模型；
S32、
对所述状态空间模型中的参数进行转换处理，获得处理的状态空间模型；
S33、
根据所述高阶全驱模型，将所述处理的状态空间模型的形式转换为严反馈系统形式，获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪梅，张星宇，刘宗轩，刘卫振，王晶，柴佳颖，曹瀚楠，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：