LCL型并网逆变器大小信号模型比较与分析
2021-06-10李建文李戎吴滨源孙伟
电机与控制学报 2021年5期
李建文, 李戎, 吴滨源, 孙伟
(1.华北电力大学 新能源电力系统国家重点实验室,河北 保定 071003;2.国网河北省电力有限公司保定供电分公司,河北 保定 071000)
0 引 言
能源枯竭,环境危机,光伏分布式发电系统发展迅猛,逆变电路中采用脉宽调制(pulse width modulation, PWM)控制不可避免的带来了丰富的开关谐波,需选取合适的滤波器,LCL型滤波器凭借体积小、成本低的优点逐渐成为并网逆变器电路的应用首选[1-3],但其频率响应存在谐振尖峰,威胁到并网电流质量及系统稳定性[4-5]。围绕着并网逆变器带来的系统稳定性问题国内外已展开了丰富的研究,建模过程作为分析问题的第一步关乎到结论的正确与否,因而模型的正确性和精度就显得尤为重要。理想模型应兼顾正确性和复杂度,使其既能正确反映电路性能且具有高的精度,又不至过于复杂,利于实际工程应用[6]。目前的论文研究在建模上大体可分为大信号模型与小信号模型两种。
大信号模型通过对开关器件在一个运行周期内取平均得到,其在整个定义的范围内有效;小信号模型围绕着某一特定工作点使用泰勒级数展开得到,获得的线性模型只在特定工作点微小变化范围内有效[7-8]。并网逆变器系统利用小信号建模考虑的因素更加全面:锁相环(phase-locked-loop,PLL)作为典型的反馈控制电路能够实现对频率的快速跟随[9],但在交流源电压受扰动后会输出角Δθ,使得系统坐标系与控制坐标系不再重合,为提高系统稳定性文献[10-15]从不同方面展开研究,文献[15]指出PLL带宽会影响系统稳定性,进而利用相角补偿的方法增加系统的相位裕度,解决PLL带宽过高引起的系统稳定性问题。……
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