三相四橋臂并網逆變器的無差拍重復控制

譚翠蘭, 陳啟宏, 張立炎, 周克亮

(1. 武漢理工大學自動化學院, 湖北省武漢市 430070; 2. 江漢大學物理與信息工程學院, 湖北省武漢市 430056)

0 引言

逆變器作為分布式發電單元與電網的接口,能否為電網注入優質電力直接影響發電系統的質量與效率。為保證電網質量不受影響,逆變器要盡量減小并網電流的總體諧波畸變率(THD)。在各種拓撲結構的并網逆變器中,三相四橋臂的LCL型并網逆變器由于具備能有效濾除諧波、直流電壓利用率高等優點得到廣泛應用[1-3]。

目前,并網逆變器的主要控制策略有滯環控制、比例—積分(PI)控制、比例—諧振(PR)控制等。滯環控制跟蹤精度低且要求采樣頻率高,傳統的PI控制方法受到帶寬的影響對交流信號的跟蹤精度不高,諧波抑制能力較差。PR控制在諧振頻率處具有無窮大的開環增益,理論上能對頻率為諧振頻率的正弦信號實現零穩態誤差控制,但多諧振控制計算復雜且在離散化時對參數敏感,在并聯的諧振項數目較多時難以設計相角補償,而基于內模原理的重復控制器相當于比例、積分和多個諧振控制器的并聯,可以抑制各次諧波,能夠在基頻及其整數倍的頻率處提供高增益,理論上能實現對正弦電流的無靜差控制[4-6],但單一的重復控制器動態性能差。隨著微處理器的發展,基于數字控制的無差拍控制算法獲得了快速發展。

無差拍電流控制是指在每一開關周期內,根據被控對象的數學模型和當前時刻的采樣值,推導下一時刻脈寬調制(PWM)參考輸入電壓,通過三維空間矢量調制(3D-SVM)[7]控制各橋臂開關管的占空比輸出,從而獲得下一時刻的并網電流。……