LCL滤波的并网变换器中阻尼电阻影响分析

合集下载

并网LCL滤波的PWM整流器输入阻抗分析 (2)

2010年1月电工技术学报Vol.25 No. 1 第25卷第1期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jan. 2010 并网LCL滤波的PWM整流器输入阻抗分析李芬邹旭东邹云屏石晶吴振兴王成智唐健（华中科技大学电气与电子工程学院武汉 430074）摘要对并网LCL滤波的PWM整流器进行了深入研究，在电流环中通过引入滤波电容电流反馈控制来改变系统极点分布，抑制LCL滤波器自身的谐振和增加系统稳定性，以代替阻尼电阻的作用。

将控制器参数和物理模型结合建立了LCL滤波整流器的闭环高频输入阻抗模型，详细地分析了整流模式、有源逆变模式下阻抗特性，并研究了两种模式下公共耦合端（PCC）电压前馈的影响，为LCL滤波整流器的并网控制提供理论指导。

仿真和实验结果表明，LCL滤波整流器并网时可以有效减少注入电网中高次谐波含量，而引入滤波电容反馈控制策略是一种简单、可行抑制LCL谐振的方法，带PCC电压前馈有利于并网整流器小功率能量回馈的正常运行。

关键词：PWM整流器并网LCL滤波器滤波电容电流反馈PCC电压前馈中图分类号：TM461Input Impedance Analysis of LCL-Filter PWM RectifierConnected to GridLi Fen Zou Xudong Zou Yunping Shi Jing Wu Zhenxing Wang Chengzhi Tang Jian (Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China) Abstract Due to better attenuating current harmonics around switching frequency injected to the grid, L-filter is substituted by LCL-filter in grid connection of PWM rectifier. However, because of the resonance phenomenon of LCL-filter, it may bring stability problems in the current loop. In order to overcome them, a control strategy applying the filter-capacitor current feedback in the current loop is proposed to achieve the function of damping resistor. Then, the input impedance integrated the controller with the LCL-filter parameters in high frequency region is modeled and analyzed by the frequency responses of the transfer functions models, including the consumer mode and the power feedback mode. Also, the influence of the disturbance of point of common coupling (PCC) voltage is studied. Finally, the simulation and experiment tests show that LCL-filter is effective to reduce the switching frequency pollution emitted in the grid, the proposed control strategy is feasible to solve the resonance problem of the LCL-filter, and it’s easy to achieve power feedback operation under small power with PCC voltage feed forward.Keywords：PWM rectifier, grid connection, LCL-filter, filter-capacitor current feedback, PCC voltage feed forward1引言PWM整流器具有网侧功率因数可控、网侧电流正弦化、能量可双向流动、直流侧电压可调等优点，在交流不间断电源、交流调速以及变速恒频风力发电、光伏发电系统中得到广泛应用[1-3]。

LCL并网滤波器的非线性阻尼控制

LCL并网滤波器的非线性阻尼控制
杨仁增;张光先
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2015(030)024
【摘要】为提高LCL滤波并网变换器的控制性能,提出一种基于反馈线性化的LCL 并网滤波电路级联非线性有源阻尼控制策略.该策略在三相LCL滤波并网变换器的仿射非线性模型基础上,采用级联的状态反馈线性化非线性控制方法,通过变换器网侧和桥臂侧有功电流、无功电流的全局线性化精确解耦控制,实现LCL滤波器的有源阻尼.所提非线性级联控制策略可消除LCL滤波电路的谐振尖峰,提升并网变换器的整机控制性能.仿真和实验验证了该控制策略的正确性和可行性.
【总页数】8页(P152-159)
【作者】杨仁增;张光先
【作者单位】山东大学控制科学与工程学院济南 250061;山东大学控制科学与工程学院济南 250061
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
1.基于LCL滤波器光伏并网发电系统控制策略综述 [J], 吴文昌;杨秀;张美霞;
2.基于电容电流双反馈LCL滤波器的光伏并网控制策略研究 [J], 周建萍;王涛;张纬舟;李泓青;李欣煜
3.基于LCL滤波器的并网逆变器控制策略研究 [J], 熊洁;高儒;方辉
4.计及并网电流控制影响的弱电网下LCL滤波器参数优化设计 [J], 岳惠; 杨洪耕
5.基于LCL滤波器的并网逆变器电容电流反馈控制 [J], 冮明颖;章志诚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

LCL滤波三电平并网逆变器有源阻尼控制

LCL滤波三电平并网逆变器有源阻尼控制关键字：LCL滤波三电平逆变器1 引言随着能源枯竭和环境污染问题的曰益严峻，各国对绿色能源的渴求越来越紧迫，使得光伏并网系统得到了空前发展。

并网逆变器作为连接电池板与电网的核心设备，不仅要完成直流到交流的电能转换，而且要满足各电网公司对并网电能质量提出的要求，其中对电流谐波分量及总谐波畸变率的规定相对严苛。

然而，并网逆变器通常采用高频PWM的电流源控制，会导致并网电流中含有高次谐波。

由于LCL滤波器较L滤波器对高频谐波有更好的衰减特性，因此在光伏并网系统中得到广泛应用。

2 原理与设计2．1 LCL滤波三电平并网逆变器图1为基于LCL滤波的二极管箝位型三电平并网逆变器拓扑结构。

由于在桥臂相电压中含有3个电平，故可输出比传统两电平拓扑更平滑的线电压波形，从而在相同滤波电感量下可得到谐波含量更小的并网电流。

在三电平并网逆变器拓扑中，逆变桥通过LCL滤波器连接到电网，使高频谐波分量衰减更快，进一步改善并网电流质量。

2．2 LCL滤波器有源阻尼控制根据理论分析，可得网侧电流与逆变器桥臂电压函数关系的波特图见图2。

LCL滤波器参数：Ls=1．5 mH，Lt=2 mH，C=25μF；L滤波器参数：L=3．5 mH。

可见，LCL滤波器较L滤波器有更好的高频衰减特性，但却存在谐振问题，会使谐振点附近谐波含量增加，严重时将造成系统不稳定。

为了抑制LCL滤波器的谐振，在工程中通常给电容支路上串联或并联一定值的电阻，利用电阻的阻尼作用来稳定系统。

这种方法简单可靠，不用改变算法，但由于阻尼电阻损耗的存在，会使系统效率有所下降。

另一种方法是通过算法来抑制谐振的有源阻尼控制，如在控制闭环中采用虚拟电阻、超前滞后环节、双带通滤波器、电容支路电压高频分量、遗传算法、虚拟阻尼功率等方法亦可达到抑制效果，并且不会引起系统额外的损耗。

由于虚拟电阻有源阻尼控制法物理意义明确，易于实现，因此得到了一些应用。

LCL型滤波器有源阻尼控制策略分析

LCL型滤波器有源阻尼控制策略分析摘要:由于L滤波器必须增大电感值来取得较好的滤波效果，这样就会增加系统的体积和损耗，而 LCL 滤波器凭借着低成本、低损耗和杰出的高频谐波抑制能力逐渐取代了 L 滤波器在并网逆变器中的应用地位。

但是 LCL 滤波器为三阶系统，会产生一个谐振峰，使得系统极其不稳定，那么 LCL 滤波器存在的谐振问题就不容忽略。

本文针对抑制 LCL 滤波器谐振峰问题的有源阻尼法进行了探索研究。

关键词：有源阻尼，电容电流反馈，并网逆变器，LCL滤波器阻尼电阻上不可避免地存在损耗，从而降低并网逆变器效率，低频增益和高频谐波衰减能力。

所以本文提出通过控制的手段阻尼LCL谐振峰的有源阻尼方法，这种方法可以有效避免无源阻尼带来的负面因素，它采用了适当的控制算法，从控制环路上修正了LCL滤波器的频率特性，从而达到预期的阻尼效果，当然这种方法同样也被称为“虚拟电阻”法。

1、基于状态变量反馈的有源阻尼方法在 LCL 滤波器的电感或电容支路中串联或并联电阻可以阻尼 LCL 的谐振峰。

基于状态变量反馈的有源阻尼方法，是指通过反馈适当的状态变量，从控制上模拟出一个虚拟电阻，来获得与实际电阻相同的阻尼效果即所谓的基于“虚拟电阻”的有源阻尼方法，众所周知，电感并联电阻的阻尼效果最好，下面推导与电容并联电阻等效的有源阻尼方法。

我们可以先画出采用电容并联电阻的LCL型并网逆变器的控制框图，如图3.1所示。

其中，Vr（s）为调制波信号，Kpwm=Vm/Vtri为调制波到逆变桥输出电压Uinv（s）的传递函数，这里Vin为输入电压，Vin为三角载波的幅值。

图3.1 采用电容并联电阻的LCL型并网逆变器的控制框图在图3.1中，就表示在电容两端并联的电阻，对图3.1进行如下等效变换：将支路的电容电压的反馈点移动到的输入端，，与此同时要注意修改反馈函数，等效形式1相当于把一个电阻并联在滤波电容上。

并网电流二次微分反馈就是将电容电压反馈拆分为和这两个部分，因为电容电压的值是电感的电压和电网电压的和，接着就可以将该支路反馈量改写为并网电流，同时调整反馈增益。

三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究

三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究一、概述随着可再生能源的快速发展，三相并网逆变器在分布式发电系统中扮演着越来越重要的角色。

由于并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量，滤波器的设计成为了一个关键问题。

LCL滤波器以其良好的滤波效果和较小的体积优势，在三相并网逆变器中得到了广泛应用。

LCL滤波器由电感、电容和电感组成，其特性分析对于优化滤波效果、提高电能质量具有重要意义。

本文将对三相并网逆变器LCL滤波器的滤波特性进行深入分析，包括其频率特性、阻抗特性等，以揭示其滤波机理和影响因素。

为了充分发挥LCL滤波器的优势，对逆变器的控制策略进行研究也是必不可少的。

本文将对三相并网逆变器的控制策略进行探讨，包括传统的PI控制、无差拍控制以及基于现代控制理论的先进控制策略等。

通过对不同控制策略的比较和分析，旨在找到最适合LCL滤波器的控制方法，以提高并网逆变器的性能和稳定性。

本文旨在通过对三相并网逆变器LCL滤波特性的分析和控制研究，为优化滤波效果、提高电能质量提供理论支持和实践指导。

这不仅有助于推动可再生能源的发展，也为电力电子技术的创新和应用提供了新的思路和方法。

1. 研究背景和意义随着可再生能源的快速发展和智能电网建设的深入推进，三相并网逆变器作为新能源发电系统与电网之间的关键接口设备，其性能与稳定性对于电力系统的安全、高效运行至关重要。

在实际应用中，并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量。

为了降低谐波污染，提高电能质量，LCL滤波器因其良好的滤波性能被广泛应用于三相并网逆变器中。

LCL滤波器作为一种典型的无源滤波器，能够有效地抑制并网逆变器产生的高频谐波，降低其对电网的污染。

LCL滤波器的引入也给并网逆变器的控制系统带来了新的挑战。

一方面，LCL滤波器的参数设计需要综合考虑滤波效果和系统稳定性另一方面，由于LCL滤波器固有的谐振特性，如果不加以控制，很容易引发系统振荡，影响逆变器的正常运行。

LCL型单相光伏并网逆变器电流控制与有源阻尼控制技术研究

LCL型单相光伏并网逆变器电流控制与有源阻尼控制技术研究在新能源的开发利用中,并网逆变器作为衔接新能源与电网或者用户的接口设备,其性能好坏直接影响着新能源利用的效率。

数字化的高频PWM调制技术使得并网系统的控制更为灵活,但是对于滤波器的性能要求也更高。

相比于传统的单L滤波器,高阶的LCL滤波器具有更为优异的高频衰减特性,在相同的滤波性能要求下,LCL滤波器可以具有更小的体积,从而能够减轻整个并网设备的重量,降低成本。

然而高阶的LCL滤波器固有的谐振特性使得整个系统不易稳定,控制器的设计稍有不慎就会导致系统发散不能正常工作。

本文以LCL滤波器谐振峰的阻尼控制为主要研究内容,兼顾并网电流控制以及延伸系统稳定性分析,针对并网电流控制器设计、阻尼控制设计、对于系统参数变化和电网电压波动的适应性、在离散域的建模、分析与控制、电流反馈方式及特点、基于滤波器的阻尼控制等问题进行了深入细致的分析与研究,在此基础上,从有源阻尼控制的角度出发,以优化控制器参数为指导设计LCL滤波器的各项参数。

本文将LCL滤波器的阻尼控制与并网电流控制结合起来,作为一个整体考虑,在连续域内建立整体系统的数学模型,采用改进的比例谐振(Proportional resonant)控制器作为并网电流控制器,电容电流比例反馈作为有源阻尼控制。

分析了电网对系统的影响,给出消除网侧影响的前馈控制方法,在此基础上,以系统稳定裕度为设计目标,给出了一套完整的系统化参数设计方案,并在系统参数波动、网侧电压波动的情况下验证控制器的鲁棒性,使得系统能够在一定的参数波动范围内保持稳定。

考虑到实际的数字控制的特点,本文将整个并网系统置于离散域内进行分析,建立了整个系统在离散域内的数学模型,分别在延时为零、半拍以及一拍三种情况下,定量分析了在有源阻尼控制中采样与控制之间的延时对于系统性能的影响,给出系统稳定时有源阻尼控制的参数取值范围,借助奈奎斯特图分析并网电流控制器的比例以及谐振参数、有源阻尼控制参数对于系统稳定裕度的影响。

LCL滤波的并网变换器中阻尼电阻影响分析

L CL滤波的并网变换器中阻尼电阻影响分析①赵仁德1,赵　强1,李　芳2,王　平1(1.中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,东营257061;2.山东科技大学信息与电气工程学院,青岛266510)摘要:为明确L CL滤波的并网变换器中阻尼电阻对系统稳定性、滤波效果及功率损耗的影响,根据三相并网型变换器的数学模型,推导了电流环S域和Z域的传递函数,通过Z域系统极点变化情况分析了阻尼电阻对系统稳定性的影响;根据系统S域传递函数的波特图分析了阻尼电阻对滤波效果的影响;建立了Matlab/ Simulink仿真模型,对系统稳定性和阻尼电阻对功率损耗的影响进行仿真。

由分析可知,对于阻尼电阻选择,应在满足系统稳定性和滤波效果的情况下,尽量降低电阻的阻值。

关键词:阻尼电阻;L CL滤波器;稳定性;滤波效果;功率损耗中图分类号:TM46 文献标志码:A 文章编号:100328930(2009)0620112205Impact of Damping R esistance on G rid Inverter with L CL2f ilterZHAO Ren2de1,ZHAO Qiang1,L I Fang2,WAN G Ping1(1.College of Information and Cont rol Engineering,China University of Pet roleum,Dongying257061,China;2.College of Information and Elect ric Engineering,Shandong U niversity of Scienceand Technology,Qingdao266510,China)Abstract:In order to clarify the influence of the damping resistance on system stability,filtering effect and power loss,the transfer f unction in S and Z domain according to the model of the three2phase voltage grid con2 verter was acquired.This paper has analyzed the damping resitance’s impact on system stability according to the variation of zero2pole in Z domain,and analyzed the filtering effect by the S domain variation of transfer f unc2 tion bode diagram.The filtering effect is analyzed by the variation of transfer f unction bode diagram.The sys2 tem stability and loss of damping resistance was simulated in Matlab/Simulink,which shows that the choice of damping resistors should meet the system stability and filtering effect,and the resistance value should be re2 duced.K ey w ords:damping resistance;L CL2filter;stability;filtering effect;power loss 三相电压型脉宽调制PWM(p ulse widt h modulation)并网变换器在风能、太阳能等可再生能源并网发电系统中得到广泛应用[1]。

LCL滤波器的新型有源阻尼控制

LCL滤波器的新型有源阻尼控制付明志;王玉芝;秦猛;孟宪乐;姜齐荣【摘要】针对光伏并网变换器所采用的LCL滤波器,首先分析了其采用三种无源阻尼方案时的频率特性.然后,根据串并联混合型无源阻尼方案系统传递函数框图变换,提出了一种采用电容电流PI反馈的新型有源阻尼控制方案.随后,利用阻抗模型研究了串联电阻无源阻尼方案、电容电流比例反馈有源阻尼方案和电容电流PI反馈有源阻尼方案对逆变器特性的影响.结果表明,电容电流PI反馈方案可以有效地增加LCL滤波器谐振频率处的阻尼,同时也增加了控制的自由度.最后,特征值分析表明新方案具有更大的控制参数稳定域,并利用PSCAD进行了仿真验证.新型有源阻尼方案不仅能够有效抑制LCL滤波器的振荡,而且与传统方案相比性能更佳,具有良好的工程实践价值.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2019(041)003【总页数】4页(P38-41)【关键词】并网逆变器;LCL滤波器;无源阻尼;有源阻尼控制;参数稳定域【作者】付明志;王玉芝;秦猛;孟宪乐;姜齐荣【作者单位】天津平高智能电气有限公司,天津 300300;清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京 100086;天津平高智能电气有限公司,天津300300;天津平高智能电气有限公司,天津 300300;清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京 100086【正文语种】中文【中图分类】TM720 引言作为一种清洁的可再生能源技术，光伏发电在世界范围内的并网容量迅速攀升。

由于LCL滤波器体积小、对电流中的高频分量具有良好的衰减特性，因此，在光伏并网变换器中得到了广泛的应用。

然而，LCL滤波器自身的固有谐振易造成系统失稳，因此必须采取一定的阻尼措施防止振荡的发生[1]。

目前常见的阻尼方案可分为无源阻尼方案[2-3]和有源阻尼方案[4-5]。

无源阻尼方案通过在LCL滤波器的电容支路并联或串联电阻以抑制振荡。

LCL并网逆变器各种有源阻尼方法研究和对比

LCL并网逆变器各种有源阻尼方法研究和对比LCL并网逆变器是目前广泛应用于光伏发电系统中的一种逆变器拓扑结构。

由于其具有较高的性能和可靠性，因此在研究领域受到了广泛的关注。

然而，由于LCL并网逆变器的固有谐波阻抗较低，容易产生谐波振荡问题。

为解决这一问题，研究者们提出了许多不同的有源阻尼方法。

本文将对其中的几种方法进行研究和对比。

首先，给LCL并网逆变器增加无功功率控制环节是一种常见的有源阻尼方法。

无功功率控制是通过调节逆变器输出的无功功率来改变LCL谐波振荡系统的阻尼特性。

通过控制逆变器电压幅值、频率和相位等参数，可以实现对谐波振荡的主动控制。

这种方法具有控制效果好、实施简单等特点，但是需要额外设备，增加了系统成本。

其次，采用电流负反馈控制是另一种常见的有源阻尼方法。

该方法通过引入电流负反馈环节，在谐波振荡系统中添加一个陷阱环节来消除谐波。

通过测量逆变器输出电流和电网电流，实施有源电流控制，对谐波波形进行调整。

这种方法具有响应速度快、抑制谐波效果好等特点，但是需要对负反馈环节进行精确控制，增加了系统的稳定性要求。

另外，基于滑模控制的有源阻尼方法也被广泛研究。

该方法通过选择适当的滑模变量，实现对LCL谐波振荡系统的主动控制。

通过引入滑模面来改变系统的阻尼特性，抑制谐波振荡。

滑模控制具有控制精度高、响应速度快等特点，但是需要选择合适的滑模面和滑模控制参数，增加了系统设计的难度。

最后，基于自适应控制的有源阻尼方法也被提出。

该方法通过将逆变器输出电压和电流的参考值与实际值进行比较，实施自适应调整。

通过自动调整滤波器参数和控制策略，实现对谐波振荡的主动抑制。

自适应控制具有自动调整能力强、响应速度快等特点，但是需要准确的模型参数和控制算法，增加了系统的设计和调试难度。

综上所述，LCL并网逆变器的各种有源阻尼方法各有优缺点。

无功功率控制方法操作简单，但增加了成本；电流负反馈控制方法响应速度快，但需对负反馈环节进行精确控制；基于滑模控制的方法控制精度高，但需要选择合适的滑模面和参数；基于自适应控制的方法具有自适应调整能力强，但需要准确的模型参数和控制算法。

三相并网逆变器LCL滤波器的研究及新型有源阻尼控制_陈新

控制上使得电容电压 u C 和网侧电流 i2 同相位，
（ 6）
网侧等效阻抗
Z grid Z b j L2
（ 7）
由此可见，当检测滤波电容电压 u C 和网侧电流
i 2 时，网侧等效阻抗呈容性。电路表现为电容（容
值为 1/ 2 L2 ）与基准阻抗串联，如图 4b 所示。
图3 不同阻尼电阻连接方式下 LCL 滤波器的伯德图 Fig.3 Bode diagram of LCL filter with damped resistor in different positions
Compared with the traditional L type filter, LCL type filter is more suitable for
three-phase grid-connected inverter which used in the high-power because of its lower cost and good performance in harmonic suppression. The variation of net impedance is analyzed according to the different positions of voltage and current sensors in the inverter. The stabilization analysis of system is also discussed on the paper in different current control ways. To the question of resonance in the LCL filter and the application of passive damped resistor will cause the power loss and affect the system efficiency, the system control models and transfer functions which based LCL filter capacitor-series and parallel damped resistor are constructed. According to the principle of equivalent function, the system control strategy which based on LCL filter capacitor-series and parallel active virtual damped resistor is obtained with the feedback of filter capacitor voltage on this paper. The control strategy which based on LCL filter capacitor-parallel active virtual damped resistor is verified in the Matlab/Simulink and experiment. The results of simulation and experiment show the current of grid is stabilization and low THD, and the system power loss is not increased at the same time. Keywords ： Grid-connected inverter, stabilization analysis, LCL filter, active virtual damped resistor, control strategy

三相并网逆变器LCL滤波器的研究及新型有源阻尼控制

三相并网逆变器LCL滤波器的研究及新型有源阻尼控制陈新;韦徵;胡雪峰;陈轶涵;龚春英【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2014(029)006【摘要】相比较传统的L型滤波器,LCL滤波器以其较低的成本和更好的高次滤波衰减能力适合应用于大功率场合下的三相并网逆变器.文章详细分析了根据逆变器电压电流传感器安装位置不同导致网侧等效阻抗的变化以及对并网逆变器采用不同电流控制方式时的系统稳定性.针对LCL滤波器本身存在的谐振问题以及传统的增加滤波器无源阻尼电阻会带来系统额外的功率损耗,降低变流器效率等缺点,文章通过建立基于LCL滤波器滤波电容串联和并联阻尼电阻的系统控制模型,构建系统传递函数并利用系统传函等效原则,选择滤波电容电压前馈分别实现基于有源虚拟阻尼电阻串联和并联的LCL滤波器系统控制方案,给出前馈系数计算方法.最后通过仿真和实验验证了采用基于有源虚拟阻尼电阻并联LCL滤波的三相并网逆变器控制策略,仿真和实验结果表明在不增加系统额外功率损耗的同时,逆变器并网电流工作稳定且谐波含量低.【总页数】9页(P71-79)【作者】陈新;韦徵;胡雪峰;陈轶涵;龚春英【作者单位】南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TM641;TM46【相关文献】1.一种新型的PWM变换器LCL滤波器有源阻尼控制策略 [J], 张学广;刘义成;王瑞;徐殿国2.三相并网逆变器的LCL滤波器设计及其有源阻尼策略研究 [J], 郭利辉3.基于LCL有源阻尼的DFIG网侧变流器的新型控制策略研究 [J], 谭立超;肖鸿杰4.并网逆变器用LCL滤波器新型有源阻尼控制 [J], 王要强;吴凤江;孙力5.LCL滤波器的新型有源阻尼控制 [J], 付明志;王玉芝;秦猛;孟宪乐;姜齐荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

LCL并网逆变器各种有源阻尼方法研究和对比

LCL并网逆变器各种有源阻尼方法研究和对比LCL并网逆变器是一种常用的新能源发电系统中的逆变器模式，其特点是具有较高的功率密度、效率和稳定性。

在LCL并网逆变器的工作过程中，由于电网和逆变器之间存在较大的电容阻抗差异，容易导致系统产生谐振问题。

为了减小系统谐振现象，需要采取一定的有源阻尼措施。

目前，有多种有源阻尼方法可以用于LCL并网逆变器，包括有源阻尼控制策略、谐振频率自适应控制策略、并网滤波器参数设计优化和谐振抑制控制策略等。

其中，有源阻尼控制策略是最常用的方法之一、该方法通过逆变器控制器的输出引入额外的有源阻尼，改变系统动态特性，减小系统谐振现象。

有源阻尼控制策略根据逆变器输出电流的变化特征，通过改变电流控制环节的控制策略来实现对系统谐振的抑制。

该方法具有实施简单、稳定性好等优点。

谐振频率自适应控制策略是另一种常用的有源阻尼方法。

此策略通过在线识别电网频率和逆变器谐振频率，并将两者进行比较，根据比较结果调整控制器参数，实现对系统谐振的抑制。

该方法具有自适应性强、抑制效果好等优点。

并网滤波器参数设计优化是一种利用滤波器参数设计的方法。

通过优化滤波器的电感和电容参数，可以改善LCL并网逆变器的动态特性和抑制系统谐振。

该方法具有简单可行、节省成本等优点。

谐振抑制控制策略是一种基于滤波器的控制方法。

通过调整逆变器输出电流的相位和幅值，实现对系统谐振的抑制。

该方法具有抑制效果显著、系统稳定性好等优点。

综上所述，LCL并网逆变器的有源阻尼方法包括有源阻尼控制策略、谐振频率自适应控制策略、并网滤波器参数设计优化和谐振抑制控制策略等。

这些方法在实际应用中具有各自的优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法。

在未来的研究中，可以进一步探索不同方法的优化和融合，提高LCL并网逆变器的性能和稳定性。

LCL并网变流器反馈阻尼控制方法的研究

LCL并网变流器反馈阻尼控制方法的研究韩刚;蔡旭【摘要】LCL滤波器在提高并网变流器电流质量的同时，却不可避免地引入了谐振和稳定性的问题。

在讨论和研究了不同侧电感电流反馈控制方法的基础上，针对并网侧电感电流反馈，提出了通过协调优化数字控制系统中的采样频率与谐振频率的比值关系，从而实现并网变流器的无阻尼控制的方法。

针对并网变流器侧电感电流反馈控制方式，提出了利用改进的高通滤波器来提取谐振分量进行滤波阻尼的控制方法。

这两种LCL滤波器阻尼控制方法，均不需要在主回路中增加额外的传感器，设计过程简单、可靠性高，便于工程实际应用。

最后，通过实验结果验证了理论分析的正确性以及控制方法的可行性。

%LCL filters have greatly improved the current quality of grid-connected inverters, however, the problems of resonance and stability are also brought in inevitably. In this paper, feedback control methods with two different side inductance currents are studied and discussed, respectively. Based on feedback control method with grid side inductance current, the paper proposes a no damping control method, in which optimal designing of the ratio relationship between sampling frequency and resonance frequency are used in the digital control system. For another, while the system adopts the feedback control method with inverter side inductance current, a filter damping control method is proposed, where the resonant component extracted by an improved high-pass filter is adopted. Both of the two methods can avoid using any additional sensor in the main circuit, not only the design procedure is simple, but the reliability is high, and it is convenient for theengineering applications. At last, experimental results show that the theoretical analysis is correct and the control methods are feasible.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2014(000)017【总页数】7页(P72-78)【关键词】并网变流器;LCL滤波器;有源阻尼;电流反馈;高通滤波器;无传感器【作者】韩刚;蔡旭【作者单位】上海交通大学电气工程系风力发电研究中心，上海 200240;上海交通大学电气工程系风力发电研究中心，上海 200240; 海洋工程国家重点实验室，上海交通大学，上海 200240【正文语种】中文【中图分类】TM714近年来，随着能源危机的不断加深，风能、太阳能、生物能等可再生新能源得到了前所未有的快速发展和广泛应用。

并网阻抗变化对LCL滤波器稳定性的影响与改善方法

并网阻抗变化对LCL滤波器稳定性的影响与改善方法摘要：随着电力电子技术与数字控制技术的发展，电力系统中基于高频电力电子并网的负荷与电源日益增加，本文针对不同接入阻抗变换对LCL滤波器稳定性的影响进行分析，研究并网阻抗不同变化对逆变器稳定性和接入点电压谐波的影响。

关键词：阻抗；稳定性；滤波器；电压畸变1．引言随着电力电子技术与数字控制技术的发展，电力系统中基于高频电力电子并网的负荷与电源日益增加，如各类大功率变频器、UPS电源、分布式电源逆变器等等。

在局部电力系统和配电系统中，由于如大规模风电和光伏发电的集中接入，以及负载母线上大量的有源无功补偿设备，风机、泵、调速电机变频器的集中接入等等，使得这类高频电力电子设备的接入容量可以达到系统容量的15%甚至更高。

大量高频电力电子设备的接入，尤其是当其接入容量占接入系统总容量比例较高时，会直接影响和改变设备的并网接入阻抗特性。

当接入系统集线距离较长、同规格和同型号电力电子设备接入数量较大时，电力电子设备并网滤波器与集线回路杂散阻抗相互影响和耦合，会造成设备并网接入阻抗根据投入设备数量、运行功况和接入位置的不同在一个较大范围内变化。

那么原有基于传统强电网接入条件的设备稳定性设计就可能由于并网阻抗的变换而变的不稳定，对于LCL滤波器该问题则更加突出。

当并网阻抗特性变化较大时，就可能会造成逆变器的不稳定，或造成输出电流和并网点电压的严重畸变。

本文针对不同接入阻抗变换对LCL滤波器稳定性的影响进行分析，研究并网阻抗不同变化对逆变器稳定性和接入点电压谐波的影响，从理论上得出了不同并网阻抗类型、参数波动范围对LCL滤波器稳定的定性结论。

同时，针对LCL滤波器电压反馈控制提出一种改善控制器稳定性的方法，重点在于分析电容电压前馈在并网阻抗变化情况下的作用。

仿真结果表明采用该方法可以有效降低并网阻抗波动对LCL滤波器稳定性的影响，并降低并网电流谐波总量和接入点电压畸变。

2．电容电压前馈对系统的影响基于LCL滤波器的并网逆变器控制中，对LCL滤波器中电容电压进行采样，并作为前馈分量可以使控制对象由多阶系统简化为单电感环节，从而提高系统稳定性，改善动态特性。

2012 LCL滤波的光伏并网逆变器有源阻尼与无源阻尼混合控制_雷一

图 2 光伏并网的 3 种主要形式
Fig.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Three main types of grid-connected PV generation
G1（s）=
将电网电感 Lg 计入网侧滤波电感 L2 中，根据 LCL 滤波器的模型，绘制考虑电网因素影响的 LCL 滤波器传递函数的幅频特性图如图 3 所示。可见 LCL 滤波器比等电感量的 L 滤波在高频段具有更好的谐波衰减能力，但电网电感使得原有的固定谐振频率降低。
0.3 ζAD 0.2 0.1 0 0.5 1.0 2.0 1.5 Lg ／ mH 2.5 k=6 k=4 k=2 3.0
3
有源与无源阻尼协同控制策略设计
基于有源阻尼受控制延迟等因素的不利影响大
而不受电网电感影响，无源阻尼不受控制延迟影响但其阻尼效果会因弱电网引入的电网电感而降低这一特点，本文提出一种采用有源阻尼与无源阻尼协同控制的混合阻尼策略，以充分发挥二者的优势达到互补的目标，其电流内环的控制原理如图 9 所示。它不仅将电容电流反馈至控制器形成双电流环控制，还在滤波电容上串联阻值相对较小的阻尼电阻。
（b ）配网接入（c ）微电网接入
图 5 LCL 滤波的逆变器有源阻尼控制 Fig.5 Active damping control for inverter with LCL filter
（a ）荒漠电站
忽略图 5 中延迟和 PWM 的作用，则传递函数式（2）转化为：
2 ωLC k L1 s s 2 + s + ω 2 res L1
高压高压负载高压
图 4 谐振频率随电网电感变化关系 Fig.4 Relationship between grid inductance and resonance frequency

光伏发电LCL滤波并网逆变器的谐振阻尼控制策略分析

光伏发电LCL滤波并网逆变器的谐振阻尼控制策略分析摘要:本文重点介绍了光伏发电并网的两种方案，及各个方案的优缺点,并提出了两种方案的协同控制方案。

关键词：光伏发电；并网；方案；协同随着全世界对能源、环保问题的重视，人们对绿色能源的期望越来越高，在光伏并网系统中，逆变器是核心的部分，其效率的高低、可靠性的好坏会直接影响整个并网系统的性能。

根据IEEE Standard 1547 并网标准可知，并网逆变器入网电流控制的两个关键指标为：a、尽量减少入网电流对电网的谐波污染，使入网电流谐波含量满足技术指标；b、入网电流与电网电压同频同相，保证高并网发电功率因数PF(Power Factor)。

LCL 滤波器虽然对高次谐波衰减效果显著，但是，LCL 滤波器在谐振频率处存在幅值尖峰，容易发生谐振，使用不当会恶化入网电流的谐波含量。

LCL 滤波并网逆变器的谐振阻尼控制策略主要可分为无源阻尼方案和有源阻尼方案及混合阻尼方案。

1、无源阻尼方案无源阻尼方案是通过在系统中添加实际的阻尼电阻来抑制谐振，以实现对入网电流的直接闭环控制，通常采用的是滤波电容串联电阻的方式[1]，如图1 所示，图中Rf 代表阻尼电阻。

由以上分析可知，无源阻尼方案具有原理简单，易于实现的优点，但是，它增加了功率损耗，降低了滤波器的高频分量衰减程度，而且，系统的稳定性较差。

2、有源阻尼方案针对无源阻尼存在的问题，很多文献都提出了有源阻尼的方案[2]。

有源阻尼方案是采用适当的闭环控制策略来抑制谐振使系统稳定。

本文中电流采用逆变器输出电流反馈的PI 控制。

对有源阻尼中最常见的电容电流反馈的多环控制方法，将电网电感Lg计入网侧滤波电感L2中，其电流环的控制框图如图4 所示，其中k 为电流反馈系数，Td为控制延迟时间，KPWM为PWM 调制系数。

有源阻尼控制方法具有稳定性好，谐振抑制能力强和入网电流相位直接可控的优点，是综合性能较优的并网电流控制技术。

基于 LLCL 滤波器混合阻尼策略设计方法

第 48 卷第 9 期 2020 年 5 月 1 日
DOI: 10.19783/ki.pspc.190708
电力系统保护与控制
Power System Protection and Control
Vol.48 No.9 May 1, 2020
基于 LLCL 滤波器混合阻尼策略设计方法
黄亮 1，杨雪梅 1，张锐明 2，全睿 2
This work is supported by National Key Research and Development Program of China (No. 2018YFB0105700) and Plan of Applied Basic Research Programs of Wuhan (No. 2017010201010116). Key words: grid-connected inverter; LLCL filter; resonant peak; passive damping method; active damping method; hybrid damping control
2. Guangshun New Energy Power Technology Co., Ltd., Foshan 528000, China)
Abstract: For a grid-connected inverter based on an LLCL filter, a hybrid damping control method combining active and passive damping methods can well suppress the harmonic at the resonance peak and switching frequency of the system. First, the characteristics of passive and active damping methods of an LLCL filter and the effects of two methods on the gain at resonant peak and switching frequency of the system are analyzed. Secondly, the design method of hybrid damping parameters of LLCL filter is obtained by comparing the two methods. Finally, through simulation and experiment with a three-phase grid-connected inverter, the hybrid damping parameter design method and proposed control strategy are verified.

LCL滤波的风电网侧变流器有源阻尼策略

第 30 卷第 6 期 2010 年 6 月
电力自动化设备
Electric Power Automation Equipment
Vol．30 No.6 Jun. 2010
LCL 滤波的风电网侧变流器有源阻尼策略
张宪平，周飞，赵波，荆平
（中国电力科学研究院，北京 100192）摘要：为提高基于 LCL 滤波器拓扑的风电变流器系统稳定性，对变流器的谐振阻尼策略进行了研究。通过对 LCL 滤波的变流器电流闭环特性分析，提出了一种新型的有源阻尼策略。利用电容电流和比例环节对电网电流闭环极点进行配置，以增大电网电流闭环控制系统的阻尼，抑制谐振发生。为降低采样环节对系统稳定性的影响，提出了利用相位超前滤波器对延迟进行补偿的措施。通过搭建基于 LCL 滤波器的风力发电系统网侧变流器仿真模型和实验系统，对理论进行了验证。仿真和实验结果证明所提出的控制方案是正确可行的。关键词：风力发电；网侧变流器； LCL 滤波器；无源阻尼；有源阻尼中图分类号： TM 614 ；TM 461 文献标识码： A 文章编号： 1006 － 6047 （2010）06 － 0011 － 05 侧电感 Lg 、变流器侧电感 Lcon 和滤波电容 Cf ，其中 Lcon 主要作用是升压和能量的变换，Lg、Cf 用于滤除高次谐波。在图 1 中，Rg、Rcon 分别为电感 Lg、Lcon 上的杂散等效电阻。在风力发电系统中，网侧变流器根据系统的不同要求工作在整流或逆变状态。由于网侧变流器在整流和逆变运行时的控制策略是相同的，仅是能量的流动方向发生了变化，因此文中以网侧变流器工作于整流状态为例进行研究。设三相电网电压平衡，由基于 LCL 滤波器的三相网侧变流器拓扑结构，可得到变流器交流侧的电流、电压方程组［19］： k （1 ） uk （t） = - R ik （t） - L d i con（t） + uk（t）

LCL型并网变换器PCC点电压反馈有源阻尼控制策略

电气传动2017年第47卷第2期LCL 型并网变换器PCC 点电压反馈有源阻尼控制策略王颖杰，王文超，李炎，许贺（中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008）摘要：并网变换器作为分布式发电系统与电网间的连接枢纽，并网电流质量是其关键，采用LCL 滤波器可用较小的电感量有效地降低电流谐波，但易引起谐振。

同时，随着分布式发电系统的增大，公共接入点（PCC ）的电网阻抗使得LCL 滤波器固有谐振频率发生移动，更不利于电流系统的控制。

而已有的大部分研究并没有重视电网阻抗的影响。

针对上述问题，提出了一种基于公共接入点电压反馈的有源阻尼控制策略，该策略不需额外地增加传感器。

分析了反馈环节参数对所提策略阻尼效果的影响。

仿真验证了该策略的有效性与可行性。

关键词：并网变换器；电网阻抗；公共接入点电压；LCL 滤波器；有源阻尼中图分类号：TM46文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.20170206PCC Voltage Feedback Active Damping Control Strategy for Grid -connectedConverter with LCL FilterWANG Yingjie ，WANG Wenchao ，LI Yan ，XU He（School of Information and Electrical Engineering ，China University of Mining and Technology ，Xuzhou 221008，Jiangsu ，China ）Abstract:Grid -connected converter is the connecting hub between the distributed generation system and thegrid ，and the quality of grid connected current is the key.Although the use of LCL filters can effectively reduce thecurrent harmonics with smaller inductance ，it is easy to cause resonance.Meanwhile ，with the increase of thedistributed generation system ，the grid impedances of the public connecting point （PCC ）make the LCL filter ′s inherent resonant frequency shift ，which is not conducive to the control for the current system.However ，most of the studies have not paid much attention to the influence of the grid impedance.In view of the above problems ，presented an active damping control strategy without extra sensors ，which was based on public connecting point voltagefeedback.The effect of the feedback link parameters on the damping effect was analyzed.The validity and feasibility of the proposed control strategy are verified by simulation.Key words:grid -connected converter ；grid impedance ；public connecting point voltage ；LCL filter ；active damping 基金项目：中国博士后科学基金项目（2014M561726）；国家重点研发计划（2016YFC0600906）作者简介：王颖杰（1979-），男，博士研究生，讲师，Email ：wyj971@ELECTRIC DRIVE 2017Vol.47No.2随着工业的不断发展，能源紧缺、环境污染等问题日益严重，以太阳能、风能为主的新型分布式发电技术受到了世界各国的高度重视［1-2］。