新能源并网逆变器入网电流通用控制
2012-11-14郭燕琼王志敏张建军
郭燕琼,王志敏,张建军
(西安石油大学,电子信息工程学院, 陕西西安 710065)
0 引言
在新能源的发展过程中,太阳能、风力发电等新能源的并网发电日渐流行,而并网逆变器发电技术已成为一个重要的研究方向。IEEE Std 929-2000 标准要求逆变器输出电流总谐波失真小于5%,3、5、7、9 次谐波小于4%,11~15次谐波小于2%,35 次谐波以上小于0.3%[1],为了达到输出标准必须使用滤波器滤波。传统并网逆变器的输出一般采用L滤波,单一电感L滤波器结构简单,并网电流控制容易,但其高频滤波特性很差,不适合开关频率较低的应用场合。1995 年 M.Lindgren 和 J.Svensson 首次提出用三阶LCL滤波器替换传统L滤波器的使用[2]。在低频段时LCL滤波器可以被看成是L=L1+L2的单电感滤波器,在高频时LCL滤波器相比于L滤波器更具有良好的高频衰减特性,因此被广泛用于大功率、低开关频率的并网设备。
然而LCL滤波器是一个无阻尼三阶系统,容易发生谐振,在谐振频率处会有一个很高的谐振尖峰。没有阻尼电阻的光伏并网系统在谐振频率附近容抗非常高,对控制系统的相位影响也较大,将会导致大量谐波电流注入电网,容易导致系统运行不稳定,因此如何设计控制器使系统稳定运行是必须解决的问题。
控制器策略有很多,比如间接电流控制策略、直接电流控制策略、混合控制策略等。在当前的研究中,使用比较多的是带有源阻尼的直接电流控制策略以及基于电容分裂法的混合控制策略[3-4]。从文献[1]中可知基于电容分裂法的混合控制法是通过零极点抵消的方法来提高闭环控制带宽,但它对电网参数依赖很大,同时部分电容电流还在闭环控制环外,不能从根本上解决电网侧电感和滤波电容之间可能存在的谐振问题。……
