LCL型并网逆变器中重复控制方法研究_王斯然

并网逆变器系统中的重复控制技术及其应用研究一、概述随着可再生能源的快速发展，特别是太阳能和风能的大规模应用，并网逆变器在电力系统中的作用日益凸显。

并网逆变器不仅需要将分布式电源产生的电能转化为与电网同频同相的交流电，还需保证电能的质量和稳定性。

由于分布式电源通常接入电网的末端，电网中的谐波、电压波动和不平衡等问题会对并网逆变器的运行产生影响。

研究并网逆变器系统中的控制技术，特别是针对电网扰动和电能质量问题的控制技术，具有重要的现实意义和应用价值。

重复控制技术作为一种有效的电力电子控制方法，在并网逆变器系统中得到了广泛的应用。

该技术基于内模原理，通过构建一个与扰动信号频谱相同的内部模型，实现对特定频率谐波的精确跟踪和抑制。

本文将对并网逆变器系统中的重复控制技术进行深入研究，分析其基本原理、实现方法以及在实际应用中的挑战和解决方案。

本文首先介绍并网逆变器系统的基本结构和功能，然后重点阐述重复控制技术在并网逆变器中的应用原理和实现方法。

在此基础上，分析重复控制技术在提高并网逆变器电能质量和稳定性方面的优势，并探讨其在面对电网扰动和复杂运行环境时的挑战和应对策略。

通过实际案例和仿真实验验证重复控制技术在并网逆变器系统中的有效性，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

1. 并网逆变器系统的概述并网逆变器系统是电力系统中关键的一环，特别是在分布式发电领域，其扮演着将可再生能源（如太阳能、风能等）转化为电能并注入公共电网的重要角色。

并网逆变器系统的核心功能是将直流电能转换为与电网同步的交流电能，从而实现对电网的高效、安全供电。

并网逆变器系统的工作原理主要包括直流交流（DCAC）转换、电压和频率控制以及并网控制等步骤。

通过电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT）对输入的直流电进行开关控制，实现DCAC转换。

接着，通过先进的控制算法对输出电压的频率、幅度和相位进行调整，以确保与电网电压同频同相。

通过专门的并网控制策略，确保输出的交流电顺利并入电网，同时保持系统稳定运行。

基于LCL光伏逆变器并网电流的重复控制研究李月芳;周皓【摘要】为了提高光伏并网逆变器输出的电能质量,提出一种基于LCL光伏并网逆变器输出电流的重复控制策略.对控制系统的稳定性和谐波的抑制方面做了详细分析,通过LCL滤波器可以兼顾低频段增益和高频段衰减的特性,利用重复控制对周期扰动信号无差跟踪特点来提高系统的稳态精度.仿真和实验结果验证了所提出的控制算法在提高光伏并网逆变器输出电能质量的同时,有效抑制周期性扰动,增强系统的稳态精度.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2016(046)009【总页数】5页(P39-43)【关键词】内模原理;电能质量;扰动信号;重复控制【作者】李月芳;周皓【作者单位】常州轻工职业技术学院电子电气工程系江苏常州213164;北京交通大学电气工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TP27光伏并网逆变器是分布式发电系统的核心组成部分之一，直接决定注入电网的电能质量［1］。

如果注入电网的电流含有谐波分量过多，将会对电网及用电设备造成比较严重的后果［2］。

因此，需要采用适当的滤波器来抑制注入电网中电流的谐波含量［3］。

LCL滤波器与单电感L滤波器相比，利用电感值较小的LCL滤波器对注入电网电流的高次谐波具有非常显著的衰减效果，特别是在低开关频率的并网逆变系统应用中更具明显优势［4］，而且LCL滤波器还具有兼顾低频段增益和高频段衰减的特性，从而以较小的硬件体积获得足够小的开关频率谐波。

对于光伏并网逆变器，由于电网电压中的谐波成分属于周期性固定的干扰源，在电网电压THD相对较高的情况下，若逆变器中加入重复控制，则会降低电流的THD来提高逆变器输出电能的质量［5］。

本文提出一种基于LCL光伏逆变器并网电流的重复控制策略，首先描述重复控制的基本原理，然后分析LCL滤波器的并网电流控制系统特性，接着阐述并网电流的重复控制器设计，通过LCL滤波器可以兼顾低频段增益和高频段衰减的特性，利用重复控制对周期扰动信号无差跟踪特点来提高系统的稳态精度。

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。

基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略研究基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略研究摘要：随着可再生能源的快速发展和智能电网的建设，LCL型并网逆变器作为一种重要的电能转换设备，在光伏发电、风力发电等领域得到广泛应用。

为了改善并网逆变器的系统性能和控制稳定性，在本文中，提出了一种基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略，并进行了详细的研究和分析。

通过搭建实验平台，验证了该控制策略在实际应用中的有效性和优越性。

关键词：LCL型并网逆变器；重复控制；准PR控制；稳定性；实验验证。

1. 引言随着可再生能源的快速发展和智能电网的建设，利用太阳能、风能等可再生资源进行发电已成为一种重要的能源供应方式。

并网逆变器作为将这些可再生能源转化为交流电并注入电网的关键设备，其性能和控制策略对电网的稳定性和能源利用效率起着重要的作用。

2. LCL型并网逆变器的结构和工作原理LCL型并网逆变器是一种常用的并网逆变器拓扑结构，其结构简单、可靠性高，能够有效减小谐波电流对电网的影响。

其工作原理是通过将直流侧的电能转化为交流电，并注入电网，实现电能的传输和利用。

3. 传统控制策略存在的问题传统的LCL型并网逆变器控制策略存在着响应速度慢、控制精度不高等问题。

同时，由于LCL型滤波器的存在，系统容易产生共振，进一步影响了控制性能和系统稳定性。

4. 基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略为了提高LCL型并网逆变器的控制性能和系统稳定性，本文提出了一种基于重复和准PR复合控制的控制策略。

具体来说，通过引入重复控制策略，可以有效抑制谐波电流的产生，提高系统的响应速度和控制精度。

同时，通过准PR控制策略，可以实现对系统频率的精确控制，进一步提高系统的稳定性和敏感性。

5. 控制策略的研究与分析为了验证所提出的基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略的有效性，本文搭建了相应的实验平台，并进行了一系列试验。

LCL型光伏并网逆变器控制策略的研究马丰祺【摘要】阐述了传统的PI双环控制算法的优缺点,并在此基础上,分析了PIR控制器的优势,用PIR电流控制器代替传统的PI控制器,同时采用电容电流比例反馈的方法抑制LCL滤波器的谐振尖峰,并加入电压前馈控制,消除电网电压对控制系统的影响.对控制器的参数进行设置,在Matlab/Simulink环境下进行仿真,仿真结果表明,该方案抑制直流分量效果良好,抗电网扰动能力强,保证了并网电流和电网电压同频同相,实现了光伏逆变器只输出有功功率的目的,仿真验证了其有效性和可行性.【期刊名称】《电力学报》【年(卷),期】2019(034)001【总页数】7页(P79-85)【关键词】光伏逆变器;LCL滤波器;PIR控制器;电压前馈控制【作者】马丰祺【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002;新能源微电网湖北省协同创新中心三峡大学,湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】TM4640 引言光伏并网发电系统可通过单相并网或者三相并网两种方式为电网提供电能。

三相并网系统一般用于光伏电站等较大功率场合，单相并网系统一般用于小规模家庭自发自用和分布式小型并网发电系统[1]。

随着国家对光伏产业的不断重视，并且分布式小型并网发电系统在并网发电系统中占据的比重很大，研究单相光伏并网系统对于未来光伏产业的发展具有重要的意义[2-3]。

并网逆变器作为光伏并网系统的核心部分，其控制策略直接影响输出的电能质量。

为了滤除逆变器开关管导通关断产生的高次谐波，必须给滤波器加装滤波装置，LCL型滤波器相较于LC、L滤波器具有明显的优点，其选取同样的电感参数能取得更好的滤波效果，但由于LCL滤波器是三阶系统[4-6]，存在着高频谐振和系统稳定性较差等问题，需要采取一定的措施消除谐振以提高系统的稳定性。

本文的被控制对象为单相LCL型逆变器，传统的PI控制能够抑制单相逆变器产生的直流分量，有效防止逆变器产生的直流分量注入电网造成配电变压器饱和[7]，但根据内模原理，PI控制无法实现并网电流无静差跟踪电网电压。

第30卷第27期中国电机工程学报V ol.30 No.27 Sep.25, 20102010年9月25日Proceedings of the CSEE ©2010 Chin.Soc.for Elec.Eng. 69 文章编号：0258-8013 (2010) 27-0069-07 中图分类号：TM 46 文献标志码：A 学科分类号：470⋅40LCL型并网逆变器中重复控制方法研究王斯然，吕征宇(电力电子技术国家专业实验室(浙江大学)，浙江省杭州市 310027)Research on Repetitive Control Method Applied toGrid-connected Inverter With LCL FilterWANG Siran, LÜ Zhengyu(State Key Laboratory of Power Electronics (Zhejiang University), Hangzhou 310027, Zhejiang Povince, China)ABSTRACT: This paper discussed the limitation of the traditional control method for grid-connected inverters with an LCL filter. On this basis, the feasibility analysis on the application of the repetitive control method was carried out. Stability criterions, compensation methods, and the harmonic suppression ability were respectively analyzed in detail. Two different structures of the compound control method with both PI control and repetitive control were compared, and the advantages and disadvantages were concluded. All the theoretical analyses presented in the paper were verified by experimental results on a 3.7kV A prototype of grid-connected inverters with an LCL filter.KEY WORDS: grid-connected inverter; LCL filter; repetitive control; harmonic suppression; distributed generation摘要：讨论传统控制方法在LCL型并网逆变器中的局限性，在此基础上对在LCL型并网逆变器中引入重复控制方法的可行性进行研究，分别在控制系统稳定性条件、补偿函数设计方法以及控制系统谐波抑制特性等方面做较为详细的理论分析和推导计算。

LCL型并网逆变器中重复控制方法研究一、概述随着可再生能源的快速发展，光伏、风电等分布式发电系统在电力系统中占据了越来越重要的地位。

由于分布式发电系统具有随机性、间歇性和不可调度性等特点，其并网过程对电力系统的稳定性、电能质量等方面带来了挑战。

为了解决这些问题，并网逆变器作为连接分布式发电系统与电网的关键设备，其控制策略的研究具有重要意义。

在并网逆变器的控制策略中，重复控制方法以其独特的优势受到了广泛关注。

重复控制方法基于内模原理，通过构建一个与电网电压基波周期相同的内部模型，实现对电网电压基波频率谐波的完全跟踪和无静差控制。

这种方法不仅能够有效地抑制电网电压波动对并网电流的影响，还能提高并网电流的波形质量，使其更好地跟踪电网电压。

本文旨在研究LCL型并网逆变器中的重复控制方法。

LCL型并网逆变器具有结构简单、效率高、滤波效果好等优点，在分布式发电系统中得到了广泛应用。

由于其滤波电感的存在，使得LCL型并网逆变器的控制变得更为复杂。

如何在保证并网电流波形质量的前提下，提高LCL型并网逆变器的稳定性和动态响应能力，是本文研究的重点。

本文首先介绍了LCL型并网逆变器的基本结构和数学模型，分析了其控制难点和现有控制策略的不足。

详细阐述了重复控制方法的原理及其在LCL型并网逆变器中的应用。

在此基础上，本文提出了一种改进的重复控制策略，通过引入预测算法和优化滤波器设计，提高了重复控制方法的性能。

通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性和优越性。

本文的研究成果对于提高LCL型并网逆变器的性能和稳定性，促进分布式发电系统的发展具有重要意义。

同时，也为其他类型的并网逆变器控制策略的研究提供了有益的参考和借鉴。

1.1 背景介绍随着全球能源结构的转变和可再生能源的兴起，太阳能光伏发电已成为全球新能源领域的一大热点。

光伏发电以其清洁、可再生和可持续的特性，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

随着光伏系统的规模不断扩大和并网技术的不断提升，如何确保光伏并网逆变器的稳定性和电能质量成为了研究的重点。

LCL型并网逆变器新型频率自适应重复控制方法陈磊;季亮;杨兴武;欧阳武;牛梦娇【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2017(045)023【摘要】提出一种应用于LCL型并网逆变器的新型频率自适应重复控制(FARC)方法.该方法采用全通滤波器来替代重复控制器中频率比值小数部分构成的延时单元.当电网频率变化时,通过在线调整全通滤波器的系数,使重复控制器内模的谐振频率逼近电网基波及谐波频率的实际值,从而实现在电网频率变化情况下对电压谐波的有效抑制,进而控制逆变器输出高质量的并网电流.详细给出FARC的设计过程及系统的稳定性分析.仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性和可行性.%This paper proposes a new Frequency Adaptive Repetitive Control (FARC) approach for grid-connected inverter with LCL filter, which utilizes all-pass filter to approximate the delay unit of the frequency ratio's fractional parts of the repetitive controller. When the frequency varies, it makes the resonant frequencies of the internal model of repetitive controller be close to the practical grid fundamental and harmonic frequencies by tuning the coefficients of all-pass filter on-line. The proposed approach can achieve the effective suppression of harmonic in grid and ensure that the inverter output high quality grid-connected current when frequency varies. The design processes of FARC and system stability analysis are given in detail. Simulation and experimental results verify the effectiveness and feasibility of the proposed control approach.【总页数】8页(P57-64)【作者】陈磊;季亮;杨兴武;欧阳武;牛梦娇【作者单位】上海绿色能源并网工程技术研究中心(上海电力学院),上海 200090;上海绿色能源并网工程技术研究中心(上海电力学院),上海 200090;上海绿色能源并网工程技术研究中心(上海电力学院),上海 200090;国网南昌供电公司,江西南昌330000;上海绿色能源并网工程技术研究中心(上海电力学院),上海 200090【正文语种】中文【相关文献】1.一种单相 LCL 型并网逆变器新型谐波阻尼策略设计 [J], 王旭2.一种具有频率变化适应性的并网逆变器改进型重复控制方法 [J], 陈东;张军明;钱照明3.LCL型并网逆变器中PI+重复控制方法研究 [J], 覃发梧;吴健芳4.一种新型LCL并网逆变器复合控制方法的研究 [J], 王阗姝;杨旭红5.新型频率自适应复合重复控制及并网逆变器应用 [J], 李伟锋; 陆小辉; 陈赛男; 王双红; 马华国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。