单相LCL并网逆变器电流控制综述介绍.pdf

第2期 电 源 学 报 No．2 2011年3月 JoumalofPower M札20ll Supply 单相LCL并网逆变器电流控制综述 吴卫民，刘松培，何远彬，耿攀 (上海海事大学电力传动与控制研究所，上海200135) 摘要：并网逆变器采用LcL滤波器方式的高频滤波效果优于单电感滤波器．但是由于电容支路的引入．将明显 增加控制难度。就采用LCL滤波器的并网逆变器基本控制策略而言。可以大体分为三种：采用逆变器侧电感电流反 馈的间接电流控制策略，采用电网侧电感电流反馈的直接电流控制策略，以及采用部分逆变器侧电感电流和部分电 网侧电感电流反馈的混合控制策略。每一种控制策略可以采用不同的控制器来实现具体控制。文中以单相LCL并 网逆变器为例，对当前文献报道的主要控制方案的性能进行了详细分析和比较。 关键词：LCL滤波器；逆变；并网；控制策略 464 中围分类号：1M 文献标志码：A 文章编号：CNl2一1420(2011)02枷5I-08 1引言 波．以满足谐波标准。 传统的并网滤波器是单电感一阶L滤波器。通 随着化石能源的日趋枯竭和人类能源需求的 常用于小功率并网逆变器中131。大功率逆变器开关 不断加大，能源问题愈来愈成为世界各国面ll缶的严 频率一般较低：滤除开关频率及其整数倍附近的谐 峻挑战川，人类加快了寻找替代能源的步伐。与此同 波，如采用单电感滤波方式成本高、体积大，且系统 时，现有配电系统建造维护成本高、设计复杂与远 动态性能差，无法满足系统的要求。1995年，M． 距离供电能力的不足则诱发了电力行业对新的配 电方式展开探讨。基于可再生能源的分布式发电系 滤波器代替原有的L滤波器14l。LCL滤波器对高频 统具有多方面的优点：如，就地消化电力。节省输变 分量呈高阻抗特性．对高频谐波电流可起到很大的 衰减作用旧．选取较小的电感值就能实现较好的滤 电成本：减少集中输电的线路损耗：改善电网峰谷 性能；提高供电可靠性：减小或消除温室气体的排 波效果，且系统动态性能好嘲。然而，LCL滤波器具 放等，受到了广泛关注，尤其是光伏发电和风力发 有三阶特性，易引起输出振荡；对并网逆变器系统 电系统近年来得到了快速发展12l。但由于逆变器产 电流控制的设计有更高要求。 本文就LCL滤波的并网逆变器电流控制时存 生的谐波如果直接注入电网，将可能影响到其他负 载的正常运行：因而注入电网的电流谐波必须在一 在系统稳定性、稳态误差以及谐波失真等问题，对采 Std 用间接电流、直接电流以及混合电流控制方式的各 定的限度之内。IEEE929—2000标准要求总谐波 失真小于5％，3，5，7，9次谐波小于4％，l1一15次谐 种控制策略展开了全面综述。首先给出各种控制方 波小于2％，35次谐波以上小于0．3％；因此，常用滤案对象的数学模型。然后分析各种控制策略的理论 波器来滤除并网逆变器输出包含的高频PWM谐 依据以及实现手段，最后指出了它们的特性差异。 收稿日期：20lO—12—25 2单相LCL并网逆变器间接电流控制 基金项目：国家自然科学基金资助项目；上海市青年科 技术 技启明星人才计划项目(09QAl402