LCL型并网逆变器无锁相环控制技术

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1、第33卷第10期可再生能源Vol.33No.102015年10月RenewableEnergyResourcesOct.2015LCL型并网逆变器无锁相环控制技术112罗书克，张元敏，杨明（1.许昌学院电气信息工程学院，河南许昌461000；2.河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作454000）摘要：基于同步参考系的锁相环技术在并网逆变器电流控制中得到了广泛的应用。文章提出了一种无锁相环的LCL型并网逆变器控制技术。该控制策略基于瞬时功率理论的无锁相环控制方案和正序基波分量提取算法计算并网电流参考值

2、，同时对准PR+HC电流控制器在电网基频偏移时无法保证谐波抑制的缺点提出了相应的解决措施。理论分析表明，在非理想电网条件下，该并网控制策略可以提高并网质量，改进了原有繁琐的锁相步骤、坐标变换、解耦控制等环节，具备无功独立控制功能，能够自动跟踪电网频率的偏移。最后实验证明文章理论的正确性和可行性。关键词：锁相环；电流控制技术；LCL滤波器；并网逆变器；PR+HC电流控制器中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）10-1478-09DOI:10.13941/j.cnki.21

3、-1469/tk.2015.10.0080引言接功率控制（PredictiveDPC，P-DPC）中未采用光伏并网逆变器存在谐波畸变率较高、效率PLL，但是该控制策略仅适用于L型并网逆变器。较低等问题。本文提出了一种LCL型无锁相环控综合上述分析，本文提出了一种无锁相环的制技术，该控制技术和L滤波器相比，在相同电LCL型并网逆变器控制技术，并根据并网逆变器感值的情况下，LCL滤波器对高频谐波电流具有无锁相环节的构造方案，设计了基于SOGI的正更强的抑制能力，更适用于开关频率较低的大功序基波分量提取算法，同

4、时对准PR+HC控制器率并网逆变器，但LCL滤波器存在谐振问题，为在电网基频偏移时存在的缺点给出了相应的应对了提高能量转换效率，需要采用合理的有源阻尼措施，提出了一套完整的并网控制结构。最后，通[1]，[2]而非无源阻尼策略抑制谐振。另外，为了保持过仿真与实验对所提出的并网控制策略进行了验与并网公共点电网电压的正确同步，在三相三线证。制并网系统中，基于同步参考系的锁相环（Phase-1带LCL型并网逆变器电路模型LockedLoop，PLL）在并网逆变器电流控制中得在三相三线制并网逆变器中，根据KCL定理

5、[3]到了广泛的应用。并网逆变器在入网电流控制可知，在并网逆变器电流控制中，仅两相电流是独过程中，一般采用级联控制环路，外环控制直流母立的。因此可以通过矢量变换简化三相交流系统线电压，内环直接控制并网。如在滞环控制、LCL的控制。虽然现有文献对LCL型滤波器的参数设[5]型并网逆变器直接功率控制、无差拍控制和预计、谐振问题、阻尼策略等进行了分析，但本文的测控制、基于dq变换和αβ变换的三相L型并网重点旨在对三相LCL并网逆变器的矢量变换作逆变器PWM电流控制、重复控制和单周控制等深入的研究。[4]~[10

6、]方案中，都需要PLL才能保证直流量和交流1.1主电路拓扑结构量之间的转换，实现整个并网控制系统。但PLL假设电网为理想电网，滤波电感为理想线性中存在复杂的三角函数运算，而且往往需要多次的，且不会饱和，功率开关为理想器件，忽略线路的坐标旋转变换，增加了控制系统的计算负担。针上的寄生电阻，基于LCL滤波器的三相并网逆变对无锁相环控制方案，文献[11]，[12]中提出的直器拓扑结构如图1所示。接功率控制（DirectPowerControl，DPC）和预测直图中，urabc和i1abc分别为并网逆变器的输出侧

7、收稿日期：2015-04-17。基金项目：河南省教育厅高等学校重点科研项目（15A470004）；河南省科技厅科技攻关项目（122102210418）。作者简介：罗书克（1976-），男，讲师，工程师，主要从事电力电子与电力传动方面研究。E-mail：xclsk01@163.com通讯作者：张元敏（1963-），男，教授，主要从事电工电子方面研究。E-mail：zym@xcu.edu.cn·1478·罗书克，等LCL型并网逆变器无锁相环控制技术电压和输出侧电流，ucabc和icabc分别为交流侧滤波旋转参

8、考系下的LCL滤波器状态方程为β电容的电压和电流，i2abc和uabc分别为并网侧电流βdi1d11di1q11β=u-u，=u-u-ωiβrdcdrqcq1d和电网电压，Lg为配电变压器的漏阻抗等合成的ββdtL1L1dtL1L1βdu11du11βcdcq电网阻抗。β=i1d-i2d，=i1q-i2q-ωicdβdtCCdtCCβ1111β（4）βdi1β2d并网逆变器电网β=（ucd-ud）+ωi2qβdtL+Lβ2gs