带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制

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LCL型三相并网逆变器控制策略综述

LCL型三相并网逆变器控制策略综述

图 3 所示为无差拍电流控制的框图
图 2 dq 坐标系下 LCL 滤波器的结构框图
4 控制策略 4.1 基于无源阻尼的无差拍控制策略
目前较差拍电流控制的框图, 根据系统的稳定性和动态响应要求选择合 适的 kp1、kp2、kp3 参数,对无差拍控制 的增益进行修正。无差拍控制方法与传统 的 SVPWM 整流器相比,脉冲宽度根据整 流器当前的电路状态实时确定,因而具有 更优越的动态性能。文中给出的方法将无 差拍与传统的 PI 控制方法相结合,即利用 了无差拍控制的快速动态响应特性,又利 用 PI 控制具有的较强的鲁棒性,设计出来 的控制器具有良好的性能。但是无差拍控 制需要的传感器较多,这就增大系统的体 积,也会使得系统的成本增加。故这种控 制策略并未得到广发的应用。
LCL 型三相并网逆变器控制策略综述
摘要 随着新能源发电技术的发展,并网发电系统得到越来越广泛的应用,在并网系
统中并网逆变器是其核心部件。然而,过多的并网逆变器与电网相连会导致系统的谐波分 量的增大,进而影响系统的稳定性。通过对并网逆变器输出端加入滤波器,可以有效的减 少谐波的注入。但是滤波元件的加入会影响逆变器的稳定性,对逆变器的控制策略提出了 更高的要求。本文,通过对电压型三相并网逆变器分析为例,给出了 LCL 型滤波器的数学 模型,并对一些控制策略进行分析和比较。最后,展望了基于 LCL 型滤波器的三相电压型 并网逆变器控制策略的研究热点和研究方向。
di1 udc sk sk uc L1 dt k a ,b ,c di uc L2 2 e dt i C duc i 2 1 dt i C dudc i s dc dc 1 k dt k a ,b ,c
关键词:LCL 型滤波器 控制策略 并网逆变器 1 引言

带LCL滤波的并网逆变器的比例谐振控制_刘鹏飞

带LCL滤波的并网逆变器的比例谐振控制_刘鹏飞

技术与应用2013年第1期 59带LCL 滤波的并网逆变器的比例谐振控制刘鹏飞 卓 菡(福州大学电气工程与自动化学院,福州 3501085)摘要 并网逆变器需要及时跟踪电网电压,同时输出电压也要达到规定指标。

目前已有多种并网逆变控制方法,均可以达到较好的控制效果。

在静止坐标系下,比例谐振(PR )控制算法可以实现无静差跟踪控制,同时PR 控制算法可以方便地实现谐波补偿。

相比其他几种算法,PR 控制算法简单,所需计算量小,有极大的应用前景。

关键词:比例谐振控制;并网逆变器;LCL 滤波器Proportional-Resonant Control of a Grid Connected Inverter with LCL FilterLiu Pengfei Zhuo Han(Fuhzhou University Department of Electric and Automatic Control, Fuzhou 350108)Abstract Grid connected inverter’s output current waveform ought to be synchronized with the grid voltage, and must also meet with industrial standards. Nowadays, we have many control methods to do this with acceptable performance. Recently, a new proportional-resonant control method has been proposed. Running under stationary reference frame, it is able to regulate AC signals without static error. And harmonic compensation is quite simple using a PR controller. With its simplicity, PR control algorithm needs less calculation and can be widely used.Key words :proportional-Resonant Control ;grid connected inverter ;LCL filter近年来,随着新能源发电越来越受到重视,对并网逆变技术的研究也多了起来。

采用LCL滤波的三相并网逆变器

采用LCL滤波的三相并网逆变器

制。在图 3 的 UL 反孤岛测试系统中,当逆变器处 于单位功率因数时,若只考虑基波 , 逆变侧 i tabc 流 入负载 RLC 。当一个频率为 f d (不等于基频)的正 弦信号 i dist 通过变流器注入到系统中,开关 S 未断 开时,扰动信号通过开关 S 流入电网,流入 RLC 的是基波,公共接点 P 处的电压 V pa 电压频率 不发生变化;当开关 S 断开时,基波信号和扰动信 号均流入 RLC ,造成了 RLC 负载上电压的幅值和 频率发生变化。因此通过注入合适的扰动信号,检 测 RLC 上电压的幅值和频率变化即可判断出孤岛。 由图 3 知,得逆变器三相电流式( 5 )
收稿日期 2010-11-02
改稿日期 2011-04-07
108
电 工 技 术 学 报
2011 年
1
引言
当今社会能源已成为制约世界经济发展的关键
压的传递函数分别为
I L1 ( S ) Vi ( S )
I L2 ( S ) Vi ( S )

LC总 S 2 1
SL[C总 总总 1 LS 2 1]
[9-10] ,整流电压
并网方式提出的,图 1 给出了 LCL 滤波器等效图。
联二极管构成的三相整流电路
U dc =1.35 U ab 对电容 C 上进行瞬时充电。
图1 Fig.1
LCL 滤波器等效图 LCL filter block diagram 图2 Fig.2 接触器 S 闭合瞬间主电路
对图 1 所示滤波网络进行分析,若参与控制的 内环电流分别为 i L 1, i L 2 , i C ,得三种电流对输入电
( 6)
其中, ud = v td v sd + 0 L f i tq , u q= v tq v sq 0L f i td 。

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

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。

三相LCL并网逆变器改进型准比例谐振控制技术

三相LCL并网逆变器改进型准比例谐振控制技术
第35卷 第9期
文章编号 :1006—9348(2018)09-0116-05
计 算 机 仿 真
2018年9月
三 相 LCL并 网 逆 变 器 改 进 型 准 比例 谐 振 控 制 技 术
叶 吉 亮 ,李 岚 ,刘海 霞 ,王 宇龙
(太原理工大学 电气与动力工程学院 ,山西 太原 030024)
ABSTRACT:In order to improve the adaptability of grid-connected inverter in large-sca le new energy generation field,an improved quasi-PR control technology is proposed.Different from the PI contr ol,the controller can directly suppress the harmonic components in the two-phase stationary coordinate system,which can effectively eliminate the harmonic components in the d current.While adding the snd voltage feed-forward cont rol to curent loop,it will not only further improve the system dynamic performance and anti disturba n ce ability,but a lso stabilize the snd con— nected inverter in complicated working environments.The results of MATLAB simulation show that t he three-phase LCL grid-connected inverter can obtain high-quality grid-connected current a n d ensure the efficient a n d sta b le oper- ation of the inverter under the condition of voltage a symmetry and harmonic. KEY-W ORDS:Grid-connected inverter;Improved quasi propor tiona l resonant control;Gr id voltage feed-for w a rd; Voltage unba lalice; Harm onic

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究一、本文概述随着可再生能源的快速发展,三相并网逆变器在电力系统中的应用越来越广泛。

然而,并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染,影响电能质量。

为了减小谐波对电网的影响,LCL滤波器被广泛应用于三相并网逆变器中。

LCL滤波器具有优良的滤波性能和高效率,因此,对LCL滤波器的参数设计进行研究具有重要意义。

本文旨在对三相并网逆变器的LCL滤波器参数设计进行全面研究。

介绍三相并网逆变器的基本原理及LCL滤波器的结构和功能;然后,分析LCL滤波器的主要参数(包括电感、电容等)对滤波器性能的影响,建立相应的数学模型;接着,根据电网谐波标准和电能质量要求,提出一种有效的LCL滤波器参数设计方法,并通过仿真和实验验证该方法的可行性和有效性;对LCL滤波器的优化设计和未来发展趋势进行讨论。

本文的研究不仅有助于提升三相并网逆变器的电能质量,还可为相关领域的研究提供有益的参考和借鉴。

二、三相并网逆变器与LCL滤波器的基本原理三相并网逆变器是一种将直流(DC)电源转换为三相交流(AC)电源的设备,主要用于将可再生能源(如太阳能、风能等)生成的直流电转换为适用于电网的交流电。

其核心功能是实现电能的转换与控制,以满足电网对电能质量的要求。

三相并网逆变器通常包括功率开关管、滤波器和控制策略等部分,其中滤波器的设计对于减小逆变器输出电流中的谐波分量,提高电能质量具有关键作用。

LCL滤波器是一种三阶滤波器,由电感(L)、电容(C)和另一个电感(L)组成,其结构特点是在电容两侧各有一个电感。

这种结构使得LCL滤波器在高频段具有较大的阻抗,而在低频段具有较小的阻抗,因此能够有效地滤除逆变器输出电流中的高频谐波分量,同时减小滤波器对逆变器输出电压的影响。

在三相并网逆变器中,LCL滤波器通常连接在逆变器的输出端,用于滤除逆变器输出电流中的谐波分量。

滤波器的设计需要综合考虑滤波效果、系统稳定性、成本等多个因素。

lc滤波的三相桥式整流谐波电流的计算方法

lc滤波的三相桥式整流谐波电流的计算方法

lc滤波的三相桥式整流谐波电流的计算方法1概述三相桥式整流电路应用广泛,常用于交直流的变换,当该电路出现整流谐波电流时,滤波技术便被应用于电路中去降低或消除整流谐波电流。

滤波技术最常用的是LC滤波技术,其原理非常简单,但计算过程也非常复杂,因此在进行计算时,必须充分了解三相桥式整流谐波电流的LC滤波方法。

2LC滤波原理LC滤波其实是一种电容与线性功率阻抗器结合的技术,其目的是把不同频率的振荡信号分离开来,在一个给定频率带的内部应用电容到磁心的线圈时,它能把有害的谐波成分屏蔽到特定的低频率组中,从而达到降噪的目的,并且把有用的电力量输出到目标设备上去。

3计算方法要计算三相桥式整流谐波电流经过LC滤波处理后的电流,需要计算其两个侧面,一个是大功率电路中电容电抗谐滤后串联负载电流时候的谐波电流,另一个是线性功率阻抗器吸收谐波电流时的谐波电流,同样也需要研究器件在什么频率的谐振时的电流情况。

首先,针对大功率电路中的电容电抗谐滤后,串联负载电流含有的谐波电流,可以分析谐波电流的大小,公式如下:$$I_{mh}=\frac{KVm}{\sqrt{3}CF_B}\sqrt{\frac{3I_{rms}^2}{8R_L}}$$$$K为整流谐振因子,Vm为滤波电容额定电压,C为功率因数,FB为频率带内器件变化系数,RL为负载电阻,Irms为串联负载电流的有效值。

其次,电路中的线性功率阻抗器可以吸收谐波电流,线性功率阻抗器在谐振时,它的电流与绕组电感和电容之间关系,公式如下:$$I_z=\frac{V_{ac}}{2XL}$$其中Vac为入射波形有效值,XL为增强器的频率带内变化系数。

4结论通过上述分析,可以明确三相桥式整流谐波电流的LC滤波方法,它能有效地降低谐波电流,使单相负荷能够获得稳定和良好的运行状态。

带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制

带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制

使 系统 不 稳 定 。 了解 决 上述 问题 , 此 针 对 带 输 为 在
出L C滤 波 器 的 电 压 型 逆 变 器 的控 制 。提 出 了 一 种 新 的 无 电流 传 感 器 P R控 制 策 略 .它 能 实 现 正 弦 交 流 指 令 的 零 稳 态 误 差 控 制 。并 利 用 其 谐 振 控 制 器对 特 定 谐波 进 行 补 偿 .对 平 衡 负 载 与 非 平 衡 负载 均 具有 很 好 的适 应 性
c nr l r t e c n r l d i v r r c n o ea e w l i ln e l a s o o l e r u b l n e l a s o t l ,h o tol n e e a p r t el n b a c o d r n n i a n aa c o d . oe e t n Ke wo d i v re ;p o otn lr s n n o to ;t t g y r s:n e tr rp r a —e o a tc n r l i i i ln
第4 5卷 第 6期 21 0 l卑 6月
电 力 电子 技 术
Po /Elcto i s we" e r n c
V1 5 o . .No6 4 .
J n 01 u e2 l
带L C滤 波 的三相逆 变 器的 比例 谐振 控制
李 永 坚 ,黄 绍 平
( 南 工 程 学 院 , 气 信 息 学 院 ,湖 南 湘 潭 湖 电 4 10Fra bibliotek) 1 14
授 , 究 方 向 为 电 力 电 子 与 电 力 传 动 、 力 系统 自动 化 。 研 电 7 6
图 1 带 L 滤波 的三 相逆变 系统 C

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

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摘要:随着新能源的快速发展,光伏发电在能源领域得到了广泛应用。

三相并网逆变器作为光伏发电系统中的关键设备之一,在发电系统中起到了将直流能量转换为交流能量并并网供电的关键作用。

然而,由于逆变器产生的谐波和滞后因素,不可避免地会对电网和其他电气设备造成不良影响。

因此,本文针对三相并网逆变器的LCL滤波特性进行了分析,并对其控制策略进行了研究。

关键词:三相并网逆变器;LCL滤波器;谐波;滞后;控制策略1. 引言光伏发电系统是目前广泛应用于新能源领域的一种发电方式,其具有环保、可再生等优点。

而三相并网逆变器则是实现光伏发电系统与电网连接的核心设备之一。

然而,逆变器产生的谐波和滞后问题对电网及其他电气设备等造成了一定的负面影响。

因此,提高逆变器的滤波特性并研究相应的控制策略具有重要的理论和实际意义。

2. LCL滤波器原理及特性LCL滤波器由电感L、电容C和电感L组成,其结构简单、成本相对较低,并且能够较好地抑制谐波和滞后现象。

在逆变器中引入LCL滤波器可以有效改善电流波形,减小谐波含量,保护电网和其他电气设备的稳定性。

3. 三相并网逆变器LCL滤波特性分析本文建立了三相并网逆变器与LCL滤波器的数学模型,并通过数值仿真和实验验证,分析了LCL滤波器在不同工作频率下的谐波衰减特性和电压波形。

4. 三相并网逆变器LCL滤波器控制策略研究针对三相并网逆变器LCL滤波器的工作特点和需求,本文提出了一种基于模糊控制的滤波器控制策略。

该策略根据电网电压和逆变器输出电压的差值,通过模糊控制器调节滤波器的谐波衰减能力,以实现对电网电压的高质量输出。

5. 实验及结果分析本文设计了实验平台,并对所提出的控制策略进行了验证。

实验结果表明,采用LCL滤波器和基于模糊控制的控制策略,能够有效抑制谐波并保持电网电压的稳定性。

6. 结论本文对三相并网逆变器的LCL滤波特性进行了分析,并提出了基于模糊控制的滤波器控制策略。

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究
假设并网逆变器的开关频率为 10.5kHz,因此 电压 uk 在开关频率ωs 处产生 h=10500/50=210 次的 谐波电流。另外希望 LCL 滤波器在开关频率处的衰 减为−20dB,即 1 个单位的 210 次谐波电压在并网 逆变器的输出端向电网注入 0.1 个单位的谐波电流。
LCL 滤波器中电感的磁心部分通常是占整个滤 波器的大部分重量、体积和成本。因此设计滤波器 时在能够达到滤波要求的情况下尽量减少滤波器的 磁心材料。另一方面,电容的工艺比较成熟,同时 滤波电容的体积比较小、成本低。因此设计 LCL 滤 波器时,在相同的滤波效果的前提下,L1 和 L2 总的
关键词:并网逆变器 LCL 滤波器 谐振频率 谐波抑制 磁心 中图分类号:TM48
Design and Research on Parameter of LCL Filter in Three-Phase Grid-Connected Inverter
Liu Fei1 a Xiaoming1 Duan Shanxu2 (1. WuHan University Wuhan 430072 China 2. Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China)
2 并网逆变器的电路分析
2.1 主电路拓扑 图 1 所示为三相并网逆变器拓扑结构图。图
中 id 代表新能源输出直流电流,C1 代表输入直流 母线滤波 电 容、VT1~VT6 代 表三相 逆变桥的 6 个 IGBT 开关管,R1 代表滤波电感 L1 的内阻和由每 相桥臂上、下管互锁死区所引起的电压损失,R2 代 表 滤 波 电 感 L2 的 内 阻 ,L1、C2、L2 组 成 三 阶 LCL

采用LCL滤波器的三相三电平并网逆变器控制技术

采用LCL滤波器的三相三电平并网逆变器控制技术

采用LCL滤波器的三相三电平并网逆变器控制技术郭小强, 王宝诚, 孙孝峰, 吴俊娟(电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学),河北省秦皇岛市 066004)摘要:并网逆变器输出采用LCL滤波器可以有效抑制高频谐波,从而满足IEEE标准对并网电流谐波的要求。

然而,LCL滤波器的引入导致系统稳定性降低。

为了解决该问题,提出一种基于并联无源阻尼的控制方案。

首先介绍了三相三电平并网逆变器的工作原理,然后建立了系统数学模型,在此基础上根据Routh–Hurwitz稳定判据进行系统稳定性分析,得出并联电阻值和系统参数之间的关系,最后在MATLAB/Simulink环境下对控制方案进行验证。

仿真结果表明,该方案可有效解决LCL谐振引起的不稳定问题,同时保证并网电流谐波含量满足IEEE标准。

关键词:三相三电平;并网逆变器;LCL滤波器;稳定性;无源阻尼0 引言全球经济增长引发的能源消耗达到了前所未有的程度。

传统化石燃料过度消耗引起的全球变暖以及生态环境失衡等问题给人类带来了更大的生存威胁。

世界各国纷纷开始可再生能源的利用.通过可再生能源来改变人类的能源结构,实现长远的可持续发展。

太阳能作为一种分布广泛、取之不尽、用之不竭的绿色无污染清洁能源,日益受到人们的关注。

据国际能源机构IEA (International Energy Agency) 统计数据[1],1992年至2009年之间,光伏发电系统容量呈逐年递增趋势,如图1所示。

其并网型光伏系统增长趋势较快,是目前广泛采用的发电方式。

为了实现光伏系统并网运行,需要通过电力电子装置进行功率变换[2]。

其中,逆变器作为光伏系统和电网之间的接口,起着至关重要的作用[3]。

通过逆变器的控制不仅可以保证光伏并网系统高质量地向电网输送功率,在电网故障时还可以实现有效的孤岛保护[4]。

传统并网逆变器输出端一般安装滤波电感衰减PWM产生的高频谐波。

为了满足谐波注入标准,通常需要选取较大的滤波电感,体积大,成本高,且影响系统的动态性能。

LC滤波的三相桥式整流电路网侧谐波分析

LC滤波的三相桥式整流电路网侧谐波分析

直流侧电流 id 可采用直流电压表达式与 L CR
电路的阻抗计算获得 :
id =
Ud R
+


n=6k
2 U ncos nωt
Zn
式中 Zn
LCR 电路的 n 次谐波阻抗
考虑假设条件 ③时 , Zn 仅与 L C 的阻抗相关 ,
即 Zn = j ( XL n - X C n) ,则 :
id =
Ud R
2 理论分析
采用 L C 滤波的三相桥式不可控整流电路的等 效结构如图 1 所示 。
图 1 采用 L C 滤波的三相不可控整流电路 图中 R ———直流侧负载等效电阻
本文将在以下条件下对电路特性进行分析 : ① 三相电源为对称正弦 ; ②忽略三相进线阻抗及二极 管压降 ; ③滤波电容 C 对 6 次及 6 次以上频率谐波 的阻抗远小于 R 。
i d

Ud R
+
2 U 6sin6ωt 6ωL - 1/ 6ωC
=
1. 35 R
+
7.
71
×10 -
X6
2 si n6ωt
U 2l
由此可得电感电流峰值为 :
Idm =
1. 35 + 7. 71 ×10 - 2
R
X6
U 2l
(3)
电容电流有效值为 :
Ic
=
5.
45
×10
X6
-
2
U
2l
(4)
由直流侧电流最小值为零可确定直流侧电流连
表 2 列出了在该参数条件下的计算 、仿真及实 验结果 。计算机仿真采用了作者研制的电力电子系 统仿真软件 PECS ,实验结果采用 FL U KE F43 电能 质量分析仪记录 。

基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究

基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究

基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究一、本文概述随着可再生能源的广泛应用和电力电子技术的快速发展,三相并网逆变器在分布式发电、微电网以及电能质量控制等领域中发挥着越来越重要的作用。

并网逆变器的主要功能是将直流电能转换为与电网电压同步的三相交流电能,并稳定、可靠地并入电网。

在这一过程中,滤波器的设计对于保证电能质量、抑制谐波干扰以及提高系统稳定性具有关键性的作用。

LCL滤波器作为一种常用的并网逆变器滤波器,其独特的结构和性能优势使得它在三相并网逆变器中得到了广泛应用。

LCL滤波器能够在高频段提供更大的阻抗,从而更有效地抑制谐波和电磁干扰,提高电能质量。

同时,LCL滤波器的设计灵活性较高,可以通过调整滤波器的参数来优化系统的性能。

因此,研究基于LCL滤波器的三相并网逆变器具有重要的理论意义和实践价值。

本文旨在深入研究基于LCL滤波器的三相并网逆变器的设计、控制策略及优化方法。

将对LCL滤波器的基本原理和特性进行详细的分析和讨论,为后续的研究奠定基础。

然后,本文将研究三相并网逆变器的数学模型和控制策略,分析其在不同运行条件下的动态性能和稳定性。

在此基础上,本文将探讨LCL滤波器参数优化方法,以提高并网逆变器的电能质量和系统稳定性。

本文将通过实验验证所提方法的有效性和可行性,为实际工程应用提供指导和借鉴。

通过本文的研究,期望能够为三相并网逆变器的设计和优化提供新的思路和方法,推动可再生能源和电力电子技术的发展和应用。

二、LCL滤波器基本原理LCL滤波器是一种广泛应用于三相并网逆变器中的无源滤波器,其主要功能是在逆变器与电网之间提供一个阻抗匹配,减少谐波污染,并改善系统的动态响应。

LCL滤波器的名称来源于其结构特点,即由电感(L)、电容(C)和另一个电感(L)串联而成。

谐波抑制:由于电容C的存在,LCL滤波器在特定频率下具有低阻抗特性,可以有效滤除逆变器产生的高频谐波,减少谐波对电网的污染。

阻抗匹配:LCL滤波器的电感L和电容C的组合可以调整滤波器的阻抗特性,使之与逆变器和电网的阻抗相匹配,减少因阻抗不匹配引起的反射波和谐波振荡。

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

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。

三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式

三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式

三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式1.引言1.1 概述随着现代电力系统及电子技术的发展,逆变电路在工业和家庭领域的应用越来越广泛。

三相电压型逆变电路是一种常见的逆变电路类型,可以将直流电源转换为交流电源,用于驱动交流电动机或供电给交流负载。

三相电压型逆变电路的基本原理是利用逆变器将直流电源的电压转换为三相交流电压。

这种逆变电路由三相桥式逆变器、LC滤波器和负载组成。

逆变器通过控制开关管的开关动作,将直流电源的电压逆变为可控制的三相交流电压。

LC滤波器用于平滑交流输出电压,提高电路的稳定性和纹波滤波效果。

变频变压则是指逆变电路通过改变交流输出电压的频率和幅值,实现对交流电机速度和转矩的精确控制。

变频变压的控制方式有多种,包括PWM(脉宽调制)控制、SPWM(正弦PWM)控制、SVPWM(空间矢量PWM)控制等。

这些控制方式通过调整逆变器中开关管的开关时间和频率,以及调节控制信号的幅值,实现对输出交流电压的精确控制。

本文将重点探讨三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式。

通过深入分析这些控制方式的原理和特点,我们可以更好地理解逆变电路的工作原理,为逆变电路的设计和应用提供参考。

同时,本文将对当前变频变压控制方式的研究进展和未来发展方向进行展望,以为相关领域的研究者提供参考和启示。

1.2 文章结构文章结构决定了文章的布局和组织方式,对读者理解文章内容和观点的逻辑顺序起到重要的指导作用。

本文将按照以下结构进行阐述和探讨三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式。

首先,我们将在引言部分概述本文的目的和主要内容,并简要介绍三相电压型逆变电路的基本原理,为后续的内容奠定基础。

通过引言的概述,读者可以对本文的主题和结构有一个整体的把握。

接下来,正文部分将分为两个主要章节展开讨论。

第一章节将详细阐述三相电压型逆变电路的基本原理,包括其工作原理、电路组成和工作状态等方面的内容。

通过对三相电压型逆变电路的基本原理的介绍,读者可以全面了解这种电路的特点和原理,为后续的控制方式讨论提供理论基础和背景知识。

基于LCL滤波的三相电压型逆变器

基于LCL滤波的三相电压型逆变器

式中 :uk(t)为桥臂输出电压,uok(t)为负载电压。
(1)
通过坐标变换,将三相静止坐标系中的基波正弦变量转
与 SPWM 算法相比,SVPWM 算法的优点在于算法简单,
适合数字实现。采用 SVPWM 算法时,直流电压利用率比采
用 SPWM 算法时高约 15.47%,能够有效减少输出谐波含量, 降低开关管工作频率,减少开关损耗 [1]。
关于 LCL 型逆变器的研究风靡当下,文献 [3,4] 详细介
绍了 LCL 滤波器的设计方法,并指出 LCL 型滤波器对谐波
具有更强的抑制能力。本文在以上研究成果的基础上,拟提
出一种基于 LCL 滤波的双闭环 PI-PI 控制下的三相电压型逆
变器,并对逆变器输出谐波、带负载能力进行了研究。
1 三相逆变器模型
42 物联网技术 2018年 / 第2期
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可靠传输 Reliable Transmission
的影响。控制器的设计可基于(2)式中 i1d,i1q,ucd,ucq,i2d,i2q 状态变化量整定来建立原系统状态反馈,采用双环控制技术 消除它们对系统参数的影响。经 abc-dq 变换之后,即可采用 PI 控制。在 dq 坐标系中实现电压外环、电感电流内环的双闭 环控制,用外环电压误差的控制信号控制电流,通过调节电 流使输出电压跟踪参考电压值。内外环控制通常能够改善系 统的动态特性与负载补偿及 dq 轴的解耦关系。由上述理论得 出的逆变器双环控制系统结构如图 3 所示。检测电感 L1 电流 i1k,电感 L2 电流 i2k,以及三相负载电压 uok,经 abc-dq 变换 后进入电压外环控制,输出参考电流,再进入电流内环控制, 输出调整电压,经 Park 反变换 dq-αβ,进入 SVPWM 发生器 生成 PWM 波。

三相四线制逆变器 lcl 电容电流谐波抑制

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第45卷第6期2011年6月电力电子技术PowerElectronicsV01.45,No.6June2011带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制李永坚,黄绍平(湖南工程学院,电气信息学院,湖南湘潭411104)摘要:针对带LC输出滤波器的三相电压型逆变器,提出一种新的无电流传感器比例谐振(PR)控制策略,仅需检测输出滤波电容电压。

无需检测其电流。

相比于同步旋转坐标系的PR控制器,提出的PR控制器基于静止坐标系.无需进行复杂的坐标变换,减少了计算量,能对正序与负序电流进行统一调节。

仿真和实验结果表明,该控制策略具有良好的动静态性能,可实现正弦交流指令的零稳态误差控制,利用其谐振控制器的特性对特定次谐波进行补偿.在逆变器带平衡负载和不平衡非线性负载时都能适用。

关键词:逆变器;比例谐振控制;滤波中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号:1000一lOOX(2011)06—0076—03Proportinal.resonantControlforThree-phaseInverterwithLCFiltersLIYong-jian,HUANGShao・ping(HunanInstituteofEngineering,Xiangtan411104,China)Abstract:Anovelcurrentsensor]essproportional・resonant(PR)controlschemeforthree・phaseinverterwithLCout—putfiltersispresented.Theproposedcontrolschemewithuseofcurrentsensorlessonlyrequiesvoltagemeasuredacrosscapacityinsteadofcurrentmeasured.ComparedwithPRcontrollerinsynchronousframe,theproposedPRcon—trollerisimplementedinstationaryframewithoutcomplexreferenceframetransforms,itisabletoadjustpositiveandnegativesequencecomponentsoftheoutputcurrentsimultaneously.Simulationandexperimentalresultsshowthatthecontrolschemehasgooddynamicandstaticperformances,theproposedschemecarlachievezerosteady—stateerrorforsinusoidalreferencecommand,specificharmonicscanbecompensatedbyuseoftheresonantcharacteristicsofthecontroller,thecontrolledinvertercanoperatewellinblanceloadsornonlinearunbalanceloads.Keywords:inverter;proportinal—resonantcontrol;tiltingFoundationProject:SupportedbyScienceandTechnologyPlanningFundofHunanProvince(No.2010GK3100);CollegesandUniversitiesOpenInnovationPlatformFundofHunanProvince(No.2009K100)1引言逆变器按输出波形可分为正弦波逆变器与方波逆变器.前者在实际中应用较多。

正弦波逆变器的主要控制目标是:追踪一纯正弦输出电压,即使在非线性或不平衡负载时。

仍能提供不含谐波分量的正弦输出电压【11。

逆变器的传统控制方法主要有基于电网电压矢量定向的PI控制和滞环控制等【2。

】。

但都难以满足逆变器的稳态误差和输出谐波含量的要求。

另外,为了减小整个装置的重量、大小、造价,增加控制带宽.往往在这类逆变装置中引入了LC或LCL输出滤波器,而输出滤波器存在谐振峰值,将基金项目:湖南省2010年科技计划项目(2010GK3100);湖南省2009年高校创新平台开放基金项目(2009K100)定稿日期:2011—04—18作者简介:李永坚(1971一),男,湖南双峰人,硕士,副教授,研究方向为电力电子与电力传动、电力系统自动化。

76使系统不稳定。

为了解决上述问题,在此针对带输出LC滤波器的电压型逆变器的控制,提出了一种新的无电流传感器PR控制策略。

它能实现正弦交流指令的零稳态误差控制。

并利用其谐振控制器对特定谐波进行补偿,对平衡负载与非平衡负载均具有很好的适应性。

2带LC滤波的三相逆变系统图l示出带LC输出滤波的三相电压型逆变系统。

为便于分析。

假定三相输出电压不带中线,且逆变器开关频率远高于电网频率,这有利于将输出变量解耦为两个独立的控制变量。

需要测量的信号仅有直流侧电压及2个输出相电压,因此无需电容电流传感器。

L.J咯邕当。

ltI耋呈f%。

{rl图1带LC滤波的三相逆变系统带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制3提出的控制策略3.1PR控制器PR控制器最先用于有源滤波器及谐波补偿控制.而后逐渐用于单相及三相电流的控制【4-s1。

PR控制器在同步d,q坐标系中以直流PR调节器的形式出现,而在静止a,口坐标系中以交流PR调节器的形式出现。

但同步旋转坐标系中的谐波补偿控制中需用到多个谐波补偿器。

需对各次谐波进行坐标变换的计算工作量大。

同时也必须推导出各次谐波精确的同步参考信号。

另外在同步旋转坐标系中.这种直流PR控制器仅能补偿正序谐波,而不能补偿负序谐波。

因此这里提出了基于静止坐标系的PR控制器。

在同步坐标系的基础上,容易得到静止坐标系交流PR控制器。

其坐标变换的条件是:得到同步旋转的角速度。

静止坐标系中,交流PR控制器可以表示为:为了从输出电压中估算谐波。

相比于检测的输出电压谐波。

控制时必须开始就从逆变器侧提前900注入谐波。

对谐波电压注入采用电容滤波电流控制,因输出电压与电容电流成正比,故使用无传感器电容电流控制策略取代直接检测电容电流,即只检测输出电容电压。

由式(3)可知,由参考电压值‰,H礤可很容易地得到电容电流参考值icI出,ic_螂:吲_[=k(甜[=]‰3.3离散化实现(3)为了便于数字系统中的离散化实现。

可将PR控制器中的积分项分解为两个简单的积分环节,如图3所示。

巩(s)=Ki.scosT:-.w2smT一(1)图3PR控制器的积分项分解为2个积分环节S‘+吐广式中:∞为谐振频率;y为超前角;Ki为积分系数。

分别按00与一90。

重写式(1),并考虑比例系数K。

,则可得:%(s)磷+等,‰(s)珥+器(2)分析可知式(2)在∞处的幅频特性均趋于无穷大.均可以实现零稳态误差和利用控制器在∞处的谐振特性有效补偿特定次谐波,通常实际中只需补偿3,5,7次几个有限的谐波。

3.2提出的控制策略提出的控制策略如图2所示。

控制系统采用双闭环结构.图中电压环PR控制器的比例增益为K,,积分增益为繇,电流环比例增益为K,积分增益为鼠,系数m=cosT,bk=siny,可根据需要补偿的谐波阶次基于各自的超前角y预先计算出来。

由PR控制器对正、负序电流实行统一调节,无需引入任何电流正、负序分解环节,也无需进行复杂的坐标变换{6】。

酣崮i…滤波掣I;劂………I嘻堰副曰图2提出的控制系统框图_y为避免实现过程中出现代数环.积分器必须使用不同方法进行离散化.第1个积分器使用前向法离散,第2个积分器使用后向法离散。

式(4)的前3式包含了PR控制器的实现。

Vk=W&一l+ZXiILk_1--T.wI—lOJ2Wk------Wk_l+rsVk(4)yk=uJ(。

p+cosTvk—sinTwk—uk—12‰,巩一l"-Vk,Wk_|-2.Wk式中:£为采样时间;K。

为比例增益;K为PR控制器增益;‰,扎分别为第k步的离散输入和离散输出。

实际控制中.只需设置∞为基波频率∞。

即可,根据谐波补偿(3次、5次、7次等)的需要来设定其谐振频率(3∞。

,5to。

,7w。

等)。

出于保护目的,仅允许注入特定幅值的谐波,且特定谐波电压的幅值和不应超出直流侧电压值.当达到指定输出值时,积分作用就必须停止。

4仿真与实验结果4.1仿真结果对提出的控制方法用PSCAD/EMTDC软件进行仿真。

LC滤波器参数为:L=0.75mH,C=50wF,直流侧电压为900V,开关频率为10kHz,输出线电压参考值为380V/50Hz。

被补偿的谐波为3次、5次、7次等奇次谐波。

为了验证控制策略对不平衡非线性负载的适应性.仿真时采用图4所示的不对称负载作为不平衡非线性负载使用。

带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制作者:李永坚, 黄绍平, LI Yong-jian, HUANG Shao-ping作者单位:湖南工程学院,电气信息学院,湖南湘潭411104刊名:电力电子技术英文刊名:POWER ELECTRONICS年,卷(期):2011,45(6)本文链接:/Periodical_dldzjs201106028.aspx。

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