基于陷波算法实现LCL变流器网侧电流直接控制

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1、第44卷第4期电力电子技术Vol.44，No.42010年4月PowerElectronicsApril，2010基于陷波算法实现LCL变流器网侧电流直接控制谭理华，张兴，杨淑英，刘淳（合肥工业大学，安徽合肥230009）摘要：随着并网变流器容量的增大，LCL滤波器的滤波优势得以体现，但与L型滤波器相比，LCL型滤波器存在谐振点，降低了系统的稳定性。常规的无源阻尼和有源阻尼的控制策略虽然能增强系统的稳定性，但会增加系统损耗，或者需要额外的传感器。这里首先比较分析了系统不同变量作为反馈值对LCL变流器的控制性能影响。

2、在不增加额外传感器的基础上，选择最佳的控制对象，得出一种基于陷波器理论的新型有源阻尼算法，实现对网侧电流的稳定控制。并给出了陷波器参数的设计方法，仿真和实验验证了所述方案的有效性。关键词：并网整流器；网侧电流；有源阻尼；陷波器中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000-100X（2010）04-0053-03ANovelControlStrategyofLCL-VSCBasedonNotchConceptTANLi-hua，ZHANGXing，YANGShu-ying，LIUChun（HefeiUniv

3、ersityofTechnology，Hefei230009，China）Abstract：AlthoughtheadvantagesoftheLCLtypefilterarepresentedbytheincreaseofthecapacitanceofthegrid-con-nectedconverter，comparedtoLtypefilter，LCLtypefilterhasresonancefrequencypoint，consequentlyreducetherelia-bilityofconvert

4、er.Thegeneralcontrolstrategywithpassivedamporactivedampcanimprovethestabilityoftheconvert-er，butitwillbringextraloss，orneedmoresensor.ThispaperanalysestheinfectiontoLCLconvertercontroller，whenus-ingdifferentsystemvariableasfeedback.Basedontheoptimizationchoice

5、offeedbackvariable，anovelactivedampcon-trolstrategywithoutextrasensorisproposed，itusethenotchmethodandachievethestablycontrolofthegridcurrent.Thedesignmethodofnotchparameterissuggested.Thesimulationandexperimentalresultsverifytheeffectivenessofthesys-temdesign

6、.Keywords：grid-connectedconverter；gridcurrent；activedamping；notchFoundationProject：SupportedbyKeyProjectoftheNationalEleventhFiveYearScientificSupportPlansofChina（No.2006BAA01A20）1引言算法，对系统的高频及低频特性均无影响。另外，引LCL三阶滤波器已经广泛应用于风力发电等大入虚拟磁链的概念，可以很好地估算电容电流值，从功率场合，然而由于其固

7、有的结构特点使系统存在而在不增加传感器成本的条件下实现系统的稳定。一个谐振点，导致系统不稳定。若通过某种途径消除最后通过仿真和实验验证了理论的正确性。其谐振峰值，即可实现系统稳定。2系统模型工程上常用的方法是在滤波电容上串联电阻，图1为大功率三相并网变流器原理图，为了精增加系统阻尼，但这样会降低系统高频特性曲线的确控制网侧电流的有功及无功分量，采用网侧电流斜率，削弱系统的滤波特性。虚拟阻尼概念的提出，直接控制策略。如果忽略直流母线电压波动、开关死可有效解决实际阻尼损耗及发热问题。但虚拟阻尼区等因素影响，当开关频率f

8、s垌50Hz且PWM变流的实现，需要增加额外传感器，在阻尼算法中还含有器工作在线性调制区时，根据其数学模型[3]，可得到微分项，这会使得噪音放大，影响系统的性能。电流内环的简化结构，如图2所示。文献[1]和文献[2]通过多环控制来改变系统结构，后者还给出了选择内环变量的定性分析。但这两种方法实现较为复杂。这里利用陷波器概念，通过分析比较，选用滤波电容电流作为