单相LCL并网逆变器电流控制综述_吴卫民

LCL滤波并网逆变器的入网电流控制技术研究作者：陈珊珊来源：《中国市场》2015年第28期[摘要]在新能源与电网中，并网逆变器是重要的接口装置，同时也是新能源并网发电技术中的关键。

在这种技术的基础上，可以让新能源有效转换成为能够被电网接受的并网电源。

由于电网对这类电能质量具有较高的要求，所以对滤波并网逆变器的入网电流控制技术做出研究具有重要意义。

本文在对LCL滤波器引入控制问题做出简要论述的基础上，对几种LCL滤波并网逆变器入网电流控制技术做出了比较分析。

[关键词]LCL滤波器；并网逆变器；入网电流控制[DOI]1013939/jcnkizgsc201528051IEEE 1547标准是LCL滤波并网逆变器入网方面需要遵循的重要标准，同时这一标准也对LCL滤波并网逆变器入网提出了技术指导与要求。

IEEE 1547标准中所做出的相关规定可以看出，在对并网逆变器入网电流做出控制的过程中主要需要做好两个方面的工作，首先是要降低电网中入网电流所产生的谐波污染，并确保入网电流谐波能够让一些相关的技术要求得到满足；其次是确保电网电压与入网电流具有相同的频相，并确保高并网发电功率因素。

事实上，LCL滤波器能够有效地消减高次谐波，但是也会容易因为在工作状态中产生谐振现象而导致入网电流谐波总量的提高。

因此，利用有效的入网电流控制技术对滤波器容易产生的谐振现象做出抑制具有重要意义。

1 LCL滤波器引入控制问题相对于L型滤波器而言，LCL型滤波器具有明显的优点，然而LCL型滤波器却属于三阶系统，同时会产生谐振现象。

并且，存在于实际电感电容中的计生电阻所具有的阻值小到可以忽略，所以并不能够利用阻尼来抑制谐振。

这些特点决定了LCL滤波器容易在谐振频率附近产生大量的谐振电流，并对系统稳定控制产生负面作用，从而导致系统稳定控制难度的增加。

而如果不能有效抑制LCL滤波器所产生的谐振或者不能消除谐振对控制系统稳定性产生的负面作用，则系统也将难以稳定运行。

LCL并网逆变器的单逆变器侧电流控制性能分析许津铭;季林;张斌锋;谢少军【期刊名称】《电源学报》【年(卷),期】2017(15)5【摘要】对LCL滤波并网逆变器来说,单逆变器侧电流闭环控制实现较为方便,但是控制延迟导致系统仍存在欠阻尼谐振甚至不稳定.无源阻尼方法虽可实现优良的电流控制性能,但会导致额外的功率损耗;附加数字滤波器的有源阻尼方法具有改善系统稳定性的能力,但是数字滤波器在非谐振频率处的幅值以及相位特性影响控制性能.以无源阻尼方法下系统性能为基准,对比了已有的逆变器侧电流闭环控制有不同的谐振频率同控制频率的比值条件下的性能,结果表明在一拍采样与计算延迟下,已有的单逆变器侧电流闭环控制难以兼顾系统稳定性、动态特性以及鲁棒性,附加数字滤波器的有源阻尼方法具有较大的局限性.【总页数】7页(P153-159)【作者】许津铭;季林;张斌锋;谢少军【作者单位】南京航空航天大学自动化学院,南京 211106;南京航空航天大学自动化学院,南京 211106;南京航空航天大学自动化学院,南京 211106;南京航空航天大学自动化学院,南京 211106【正文语种】中文【中图分类】TM464【相关文献】1.逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制 [J], 高锋阳;杜强;乔垚;强国栋2.基于有源阻尼的单相LCL并网逆变器改进电流控制器 [J], 田鹏;李泽滔;郝正航3.抑制电网扰动的LCL并网逆变器入网电流控制 [J], 符晓巍; 徐双4.基于dq坐标系的单相LCL型并网逆变器电流控制策略 [J], 吴慧芳;丁欣;覃柳文5.基于参数化镇定控制器和误差信号H2范数的LCL型并网逆变器电流控制方法[J], 盘宏斌;阮浩浩;张佳乐因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

分布式发电系统中LCL滤波并网逆变器电流控制研究综述一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，分布式发电系统以其清洁、高效、灵活的特点，正逐渐受到人们的广泛关注。

其中，并网逆变器作为分布式发电系统中的重要组成部分，其性能直接影响到整个系统的稳定性和效率。

因此，对并网逆变器的控制策略进行研究，具有重要的理论和现实意义。

本文旨在对分布式发电系统中LCL滤波并网逆变器的电流控制策略进行综述。

介绍了分布式发电系统和并网逆变器的基本概念和发展现状，阐述了LCL滤波器在并网逆变器中的应用及其优势。

然后，重点分析了LCL滤波并网逆变器的电流控制策略，包括传统控制策略和现代控制策略，如PI控制、PR控制、无差拍控制、重复控制、滑模控制以及基于智能算法的控制策略等。

对各类控制策略的特点、优缺点进行了详细比较和评价，指出了未来研究的方向和趋势。

通过本文的综述，旨在为读者提供一个全面、深入的理解分布式发电系统中LCL滤波并网逆变器电流控制策略的知识平台，为相关研究和应用提供有益的参考。

二、分布式发电系统概述分布式发电系统（Distributed Generation，DG）是一种新型的电力供应模式，它强调将小型的、模块化的发电单元分散布置在用户附近，与用户直接相连或通过短距离的电网相连。

这种发电模式与传统的集中供电模式相比，具有更高的灵活性、可靠性和环保性。

DG系统通常采用的发电技术包括风力发电、光伏发电、生物质能发电、小水电、燃料电池等可再生能源发电技术，也有天然气发电、微型燃气轮机等清洁高效的发电技术。

分布式发电系统的优点主要体现在以下几个方面：它可以有效缓解电网的供电压力，提高电力系统的稳定性；由于DG系统通常靠近用户，因此可以减少电能在长距离输送过程中的损失，提高能源利用效率；DG系统使用的多为可再生能源，符合绿色、低碳、可持续的能源发展趋势，对保护环境、减少温室气体排放具有重要意义。

然而，分布式发电系统也面临着一些挑战和问题。

基于LCL滤波的单相并网逆变器的设计张朝霞;文传博【摘要】并网逆变器作为发电系统和电网连接的核心装置,直接影响整个并网发电系统的性能,已成为国内外研究的热点.以单相全桥逆变器为研究对象,为更好地减小入网电流的总谐波失真,采用LCL型滤波器,具有更好的高频谐波抑制能力.控制策略使用双电流闭环控制,推导了控制方程,内环控制LCL滤波器中的电容电流,外环控制滤波后的电网侧电流,此控制方法使系统的稳定性和动态性能都得到了很好改善.设计了各元件的取值规则,建立了系统仿真模型,通过Matlab/Simulink仿真,证明了建立的单相并网逆变器可成功实现并网运行.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2019(022)002【总页数】6页(P83-88)【关键词】并网逆变器;滤波器;谐波抑制;双电流环控制【作者】张朝霞;文传博【作者单位】上海电机学院电气学院,上海 201306;上海电机学院电气学院,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TM464光伏发电和风力发电等新能源并网是能源可持续发展战略的重要问题。

许多国家都积极研发光伏发电、风力发电等新能源并网发电系统[1-4]。

目前，常用的新能源回馈电网的方案为：先把新能源转化成电能；再把电能调节成满足全桥逆变器所需的直流电压；最后由全桥逆变器将新能源回馈到交流电网。

在整个并网系统中，最核心的环节是逆变器，使用正弦脉宽调制逆变技术(Sinusoidal Pulse Width Modulation, SPWM)。

这种方案采用了较多模拟环节，且其控制方法也比较落后，就使得并网逆变装置的并网效果不那么理想，使其应用受到限制。

针对并网逆变器技术的探索越来越多，面对以往控制技术的不足，人们提出了很多研究方向。

文献[5]将高速的数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)应用到并网逆变器的控制之中，使用数字控制与模拟控制结合实现理想的控制效果；文献[6]根据各系统情况的不同，采用不同的逆变器拓扑结构，如单相、三相、隔离等，且各结构之间可以进行组合，形成各种不同的形式，来满足更多的需求。

LCL型单相光伏并网逆变器电流控制与有源阻尼控制技术研究在新能源的开发利用中,并网逆变器作为衔接新能源与电网或者用户的接口设备,其性能好坏直接影响着新能源利用的效率。

数字化的高频PWM调制技术使得并网系统的控制更为灵活,但是对于滤波器的性能要求也更高。

相比于传统的单L滤波器,高阶的LCL滤波器具有更为优异的高频衰减特性,在相同的滤波性能要求下,LCL滤波器可以具有更小的体积,从而能够减轻整个并网设备的重量,降低成本。

然而高阶的LCL滤波器固有的谐振特性使得整个系统不易稳定,控制器的设计稍有不慎就会导致系统发散不能正常工作。

本文以LCL滤波器谐振峰的阻尼控制为主要研究内容,兼顾并网电流控制以及延伸系统稳定性分析,针对并网电流控制器设计、阻尼控制设计、对于系统参数变化和电网电压波动的适应性、在离散域的建模、分析与控制、电流反馈方式及特点、基于滤波器的阻尼控制等问题进行了深入细致的分析与研究,在此基础上,从有源阻尼控制的角度出发,以优化控制器参数为指导设计LCL滤波器的各项参数。

本文将LCL滤波器的阻尼控制与并网电流控制结合起来,作为一个整体考虑,在连续域内建立整体系统的数学模型,采用改进的比例谐振(Proportional resonant)控制器作为并网电流控制器,电容电流比例反馈作为有源阻尼控制。

分析了电网对系统的影响,给出消除网侧影响的前馈控制方法,在此基础上,以系统稳定裕度为设计目标,给出了一套完整的系统化参数设计方案,并在系统参数波动、网侧电压波动的情况下验证控制器的鲁棒性,使得系统能够在一定的参数波动范围内保持稳定。

考虑到实际的数字控制的特点,本文将整个并网系统置于离散域内进行分析,建立了整个系统在离散域内的数学模型,分别在延时为零、半拍以及一拍三种情况下,定量分析了在有源阻尼控制中采样与控制之间的延时对于系统性能的影响,给出系统稳定时有源阻尼控制的参数取值范围,借助奈奎斯特图分析并网电流控制器的比例以及谐振参数、有源阻尼控制参数对于系统稳定裕度的影响。

LCL型单相光伏并网逆变器控制策略的研究一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，可再生能源的利用和开发受到了越来越多的关注。

其中，太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有广阔的应用前景。

单相光伏并网逆变器作为太阳能光伏发电系统的核心设备之一，其控制策略的研究对于提高光伏发电系统的效率和稳定性具有重要意义。

本文旨在研究LCL型单相光伏并网逆变器的控制策略，以期在提升逆变器性能、优化系统运行方面取得突破。

本文将介绍LCL型单相光伏并网逆变器的基本结构和工作原理，为后续控制策略的研究奠定基础。

本文将重点分析LCL型逆变器的控制策略，包括最大功率点跟踪（MPPT）控制、并网电流控制、无功功率控制等。

在此基础上，本文将探讨如何通过优化控制策略，提高逆变器的效率和稳定性，实现光伏发电系统的优化运行。

本文还将对LCL型单相光伏并网逆变器的并网电流质量、电网适应性等关键问题进行深入研究。

通过理论分析和实验验证，本文将提出一种有效的控制策略，以提高逆变器的并网电流质量，增强其对电网的适应性。

本文将总结研究成果，并对未来的研究方向进行展望。

通过本文的研究，期望能为LCL型单相光伏并网逆变器的控制策略优化提供理论支持和实践指导，推动光伏发电技术的持续发展。

二、LCL型单相光伏并网逆变器的基本原理LCL型单相光伏并网逆变器是一种高效、可靠的电力转换设备，其核心功能是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能，并使其与电网的电压和频率同步，从而实现对电网的并网供电。

这种逆变器的主要组成部分包括光伏电池板、直流侧电容、LCL滤波器、功率变换器以及控制系统。

在LCL型单相光伏并网逆变器中，LCL滤波器发挥着至关重要的作用。

它由两个电感（L）和一个电容（C）组成，能够有效地滤除功率变换器产生的谐波，提高并网电流的质量。

LCL滤波器的设计需要综合考虑滤波效果、系统成本以及动态响应能力等因素。

功率变换器是逆变器的核心部件，负责将直流电能转换为交流电能。

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·112·2019年第24期文章编号：2095－6835（2019）24－0112－02单相LCL并网逆变器控制技术分析杨昆桦（武汉理工大学，湖北武汉430000）摘要：围绕单相LCL并网的逆变器相应控制技术开展深入研究及探讨，希望能够为今后此方面技术应用及研究工作的高效化进展提供指导性的建议或者参考。

关键词：单相LCL；逆变器；控制技术；控制参数中图分类号：TM464文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.24.049由于近几年全球能源方面的问题更为突出，分布式的发电在全球范围内得以广泛应用及迅猛发展。

因并网的逆变器属于分布式的发电装置核心构成部分，设计及控制技术优劣程度，均会对电能实际质量产生直接影响。

在这一背景之下，单相LCL并网的逆变器及其控制技术逐渐成为了国内研究的重点。

对此，深入研究单相LCL并网的逆变器相应控制技术，有一定现实意义及价值。

1单相LCL类型并网的逆变器概述近几年来，世界各国均在积极探索能够克服世界范围能源危机的重要手段或者方法，光伏、风力等各种分布式的发电系统得到广泛关注及重视。

单相并网的逆变器作为分布式的发电系统内部控制及转换能量核心部门，它的各项性能往往会对并网系统整体质量产生直接影响。

为能够对逆变器谐波输出产生一定抑制作用，需在电网与并网的逆变器相互间加设滤波器，并网的逆变器实际所输出的滤波器有三种类型，即为LCL、LC、L。

L单电感的滤波器，属于一阶系统，整体结构十分简单，只有处于较大电感条件下，才会对谐波产生一定抑制作用，系统成本相对较高，且会对系统动态化的性能产生一定影响；LC的滤波器，属于二阶系统，对所输出电流高频纹波无平抑作用，极易由于电网的阻抗角各种不确定性因素，以至对滤波效果产生影响；LCL型号的滤波器，针对高频谐波的电流方面衰减作用较为强烈，小电流条件下可获取良好滤波效果，其网侧电感可对冲击的电流产生抑制作用。