基于双闭环重复控制的并网逆变器的研究.pdf

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1、第44卷第11期电力电子技术Vo1．44．No．112010年11月PowerElectronicsNovember2010基于双闭环重复控制的并网逆变器的研究吴华波(广东嘉应学院，电子信息工程学院，广东梅州514015)摘要：在并网逆变器中，重复控制算法因其良好的跟踪性能和抗扰能力而得到广泛应用。提出了电流双闭环结构的并网逆变器硬件方案。分析了电流内环的设置对系统抗扰性能的改善和对稳定性的提高，给出了双闭环条件下重复控制算法的设计方法。理论分析和实验表明，基于双闭环重复控制的并网逆变器具有较高的输出电能质量

2、和较低的并网电流谐波畸变率。关键词：并网逆变器：双闭环：重复控制中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)11—0007—03StudyontheDualClosedLoopRepetitiveControlBasedonGridConnectedInverterWUHua．bo光伏阵列(GuangdongJiayingUniversity，Meizhou514015，China)Abstract：Repetitivecontrolalgorithmiswidelyimple

3、mentedinthegrid—connectedinvertersasitsexcellenttracingandanti-jammingperformances。Agrid—connectedinverterhardwaresolutionofdualcurrentloopstructureisproposed，．．。．anditisanalyzedthattheanti-jammingperformanceandthestabilityofthesystemareimprovedwhentheinner

4、Tcurrentloopisset，adesignmethodofrepetitivecontrolalgorithmunderdualclosedloopisalsoproposed．TheoreticalanalysisandexperimentalresultsverifythatthedualclosedlooprepetitivecontrolbasedinverterhashighoutputenergyqualityandlowTHDofgrid—connectedcurrent．Keyword

5、s：grid—connectedinverter；dualclosedloop；repetitivecontrol1引言偿器，使并网逆变器能稳定运行并输出较高的电能质量和较低的电流谐波。并网逆变器是太阳能、风能和燃料电池等可再生能源发电系统的重要组成部分。在对并网逆2电流双闭环结构的并网控制方案变器的设计方法和控制策略的大量研究中，常见图1示出单相并网逆变器硬件设计方案。的电流控制算法有PI控制、无差拍控制、重复控制等，其中重复控制算法由于对周期给定信号具fIT有良好的跟踪能力，能有效抑制周期扰动(如电网电压

6、和逆变器死区效应)，已成为并网逆变器的一：种有效控制算法【11。然而在并网逆变器中，确定重复控制算法所HT娄}I隔离驱动电路需的补偿环节并不容易．尤其当被控对象参数漂电流检测1T丁模拟信号调电路移时．有可能使原本已补偿稳定的系统失去稳定性_2】。为此，这里以单相并网逆变器为研究对象，提出了电流双闭环控制结构下的重复控制方法，图1单相并网逆变器硬件设计方案该方法引入电流内环对被控对象进行改造，减小并网逆变器采用电流控制模式，逆变桥将光了被控对象的等效增益和相位滞后，增加了系统伏阵列输出的直流电能逆变成交流电压．

7、与经过的稳定性。增强了抗电网干扰的能力，无需设置补隔离变换的电网电压‰共同作用在滤波电感，上，产生正弦波电感电流i，i经变压器T隔离变定稿日期：2010—07—05换成电流i：再注入电网，i即为所需的并网电流。作者简介：吴华波(1976一)，男，广东梅州人，讲师，研究方向为光伏发电系统。与常规并网逆变器不同，该并网逆变器采用电流7第44卷第11期电力电子技术Vo1．44．No，1l2010年11月PowerElectronicsNovembe~2010双闭环结构，通过霍尔电流传感器CT检测i，构注意到当设置电

8、流内环后，满足式(2)时：成电流内环；通过霍尔电流传感器cT：检测i，构①电流内环的极点为(e一K，)，该极点在单位成电流外环：HT为霍尔电压传感器，检测电网电圆内，比设置内环之前的极点更加靠近原点．因压以实现电压前馈和锁相。此设置电流内环后大大减小了等效被控对象的图2示出电流双闭环结构并网电流控制系相位滞后，增大了系统带宽，有利于满足重复控统框图。由于并网逆变器采用DSP作为控制器，制器稳定性的要