双电流环并网

使用双电流闭环控制策略尽管LCL滤波器滤除高次谐波效果明显，但是LCL滤波器是一个谐振电路，其谐振峰对系统的稳定性及并网电流波形质量有很大影响，所以设计控制器使系统稳定运行是最主要问题。从系统稳定性进行分析得出：基于并网电流单环PI控制无法使系统稳定运行，采用电感电流.作为内环电流反馈的电流双环控制对系统稳定性没有明显的改善。本文的逆变器采用电流双环控制策略与电压源逆变器的电压电流双环控制在原理上完全不同。并网逆变器控制为电流源实现并网功能，首先并网逆变器的指令为电流指令，其次电流控制器的响应速度远比电压控制器的快，在设计上内外环不能像电压电流双环一样在设计电流内环时可以忽略电压外环的影响。因此内外环不能独立设计，需要根据控制器的性能要求同时设计内外环控制器参数。本论文探索设计的双电流闭环控制就是利用并网电流为外环，电容电流作为内环的反馈控制。采用如图2-14所示的电容电流作为内环反馈的双环控制，在选择合适的内外环控制器参数情况下完全能够使系统稳定运行的。2-14电感电流外环电容电流内环系统框图2-14电感电流外环电容电流内环系统框图(2-23)〈 — G(5)G(5)G(s)G(s)G(s)(2-23)*土i—1+G(s)G(s)+G(s)G2s)+G(s)G(s)k2k 1 2 2 3 1c式中：G1(s)=1(Ls+R1);G2(s)=1/(Cs)；G(s)=K；G(s)=1-(Ls+R);G(s)=K+Kjs。

3 ^22i pi其中电流内环的目的是消除输出电流中开关频率谐波分量电流，同时增加了系统的稳定性而无需考虑控制精度，为了便于系统稳定性分析，调节器G(s)，G(s)选择比例调节器，选择合适的调节器G(s)和G(s)可以使系统的根轨迹在复平面的左平面确保系统稳定运行。 C'

系统仿真及结果分析单相逆变器开环仿真单相逆变器开环运行（独立工作）时的仿真模型如图3-1所示\eriesRLC〔虱以再正easurementlSeriesRLCBranch：：：SeriesRLCBranch2图3-1单相逆变器开环运行时的仿真模型逆变器侧电感电流\eriesRLC〔虱以再正easurementlSeriesRLCBranch：：：SeriesRLCBranch2图3-1单相逆变器开环运行时的仿真模型逆变器侧电感电流in和负载侧电感电流iL2波形如图3-2所示图3-2电感电流七和负载侧电感电流'仿真波形从图3-2所示仿真波形可以看出，主电路的工作过程正常并且通过滤波器滤波的电流谐波含量显著减小，LCL滤波器的效果很好。单相逆变器并网单闭环仿真分析单相逆变器并网单闭环仿真模型如图3-3ContinuouspowerguiB5RLCBranchCurrenthi岳aturementl图3-3单电流闭环仿真原理图系统采用MATLAB7.8.0进行仿真，在仿真中输入电压400V,电网电压有效值220V，电网电压频率50HZ，给定电流峰值12.86A。为了方便比较并网电流与并网电压，现将并网电流的幅值放大15倍。图3-4为电网电压与并网电流放大15倍的仿真波形图图3-4电网电压与并网电流波形图基于双电流环的单相逆变器并网仿真分析单相逆变器并网采用双电流闭环控制策略的仿真模型如图3-5所示pcwerguiPuIjsjSignal('s')Cantinuou5JJSf-T_lchzGotoB5RLCBranchCurrent祐怕rementl图3-5双电流闭环仿真原理图其中控制部分的PI参数选取为k=13,k=350,k=0.15得到并网电流大15倍与并网电压的仿真波形图3-6所^ 1 °图3-6并网电压与并网电流波形仿真图突加扰动时系统动态分析本文要针对系统在外界突加扰动时，单相逆变器并网工作的动态变化过程，在上节逆变器双闭环控制模型基础上建立仿真模型图，需要观察并网电流在扰动前后的变化。包含突加扰动过程的单相逆变器并网的仿真模型如图3-8所示

powerguiContinuousB5RLCBranchCijrrentM目的wr日mentl图3-8突加扰动的系统仿真模型图-Eh=Stoppul:powerguiContinuousB5RLCBranchCijrrentM目的wr日mentl图3-8突加扰动的系统仿真模型图-Eh=Stoppul:inj突加的扰动在本文专指参考电流在某一时刻突然发