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增强LCL型并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的控制参数设计
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM46[电气工程—电器]
  • 作者机构:[1]强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学),湖北省武汉市430074
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50837003,51007027); 江苏省333高层次人才培养工程专项资助(BRA2012141); 中央高校基本科研业务费专项资助(YAH12012)
中文摘要:

电容电流反馈有源阻尼是抑制并网逆变器中LCL滤波器谐振的有效方式。然而,由于实际电网存在变化的电网阻抗,LCL滤波器的谐振频率会在宽范围内变化,使得电容电流反馈系数的选取变得困难。特别地,当谐振频率等于1/6的采样频率(fs/6)时,无论选取多大的电容电流反馈系数,系统都无法稳定。研究适应电网阻抗宽范围变化的电容电流反馈系数的设计方法,针对不同的谐振频率,推导出系统稳定时的幅值裕度要求,通过分析电网阻抗对幅值裕度的影响,得到最优的电容电流反馈系数。采用这个反馈系数时,除了谐振频率等于fs/6之外,系统都能保持稳定。进一步地,为了提高谐振频率等于fs/6时系统的稳定性,提出环路增益的相位滞后补偿方法。最后,在一台6 k W的原理样机进行实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性。

英文摘要:

Capacitor-current-feedback active damping is an effective method to suppress the LCL-filter resonance in the grid-connected inverters. However, due to the variation of grid impedance, the LCL-filter resonance frequency will vary in a wide range, which challenges the design of capacitor current feedback coefficient. Moreover, if the resonance frequency is equal to one-sixth of the sampling frequency fs/6), the system can hardly be stable no matter how much the capacitor current feedback coefficient is. In this paper, the optimal design of capacitor current feedback coefficient is presented to deal with the wide range variation of grid impedance. First, the gain margin requirements for system stability are derived under various resonance frequencies. By evaluating the effect of grid impedance on the gain margins, an optimal capacitor current feedback coefficient is obtained. With this feedback coefficient, stable operations will be retained for all resonance frequencies except fs/6. Second, in order to improve system stability for the resonance frequency of fs/6, a phase-lag compensation for the loop gain is proposed. Finally, a 6-kW prototype is tested to verify the effectiveness of the design procedure.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970