LCL濾波三電平并網(wǎng)逆變器有源阻尼控制

為了抑制LCL濾波器的諧振，在工程中通常給電容支路上串聯(lián)或并聯(lián)一定值的電阻，利用電阻的阻尼作用來穩(wěn)定系統(tǒng)。這種方法簡單可靠，不用改變算法，但由于阻尼電阻損耗的存在，會使系統(tǒng)效率有所下降。另一種方法是通過算法來抑制諧振的有源阻尼控制，如在控制閉環(huán)中采用虛擬電阻、超前滯后環(huán)節(jié)、雙帶通濾波器、電容支路電壓高頻分量、遺傳算法、虛擬阻尼功率等方法亦可達(dá)到抑制效果，并且不會引起系統(tǒng)額外的損耗。由于虛擬電阻有源阻尼控制法物理意義明確，易于實(shí)現(xiàn)，因此得到了一些應(yīng)用。
圖3為在LCL濾波器電容支路串聯(lián)電阻后，逆變器網(wǎng)側(cè)等效結(jié)構(gòu)框圖，經(jīng)變換后可以等效為圖4所示結(jié)構(gòu)，其中虛線框內(nèi)為采用L濾波器逆變器網(wǎng)側(cè)等效結(jié)構(gòu)圖。

虛擬電阻有源阻尼控制的思想就是采用算法來模擬sRC部分，以實(shí)現(xiàn)與電容支路串入電阻相同的阻尼作用。圖2中，LCL濾波器串入2 Ω和
5 Ω電阻后，隨著電阻的增加，雖然高頻段的濾波衰減減慢，但對諧振點(diǎn)的抑制效果增強(qiáng)。圖5為模擬電容支路串電阻的虛擬電阻有源阻尼環(huán)節(jié)，將其增加到系統(tǒng)電流內(nèi)環(huán)中以抑制諧振。

2．3 相位補(bǔ)償
LCL濾波型并網(wǎng)逆變器直接通過反饋網(wǎng)側(cè)電流進(jìn)行控制，屬于不穩(wěn)定系統(tǒng)，所以通常采用逆變器側(cè)電流作為反饋量進(jìn)行閉環(huán)控制以增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。但由于電容支路的存在，使網(wǎng)側(cè)電流與電網(wǎng)電壓存在相位差，并且相位差的大小會隨著并網(wǎng)電流的不同有所改變，無法做到單位功率因數(shù)并網(wǎng)或可控功率因數(shù)運(yùn)行。

圖6為并網(wǎng)逆變器雙閉環(huán)控制框圖。這里將電容支路電流反饋到控制閉環(huán)來補(bǔ)償該相位差，將電容支路瞬時功率q軸分量經(jīng)低通濾波器作為控制系統(tǒng)無功電流給定進(jìn)行相位補(bǔ)償。