并网逆变器中数字过程控制延时对系统稳定性的影响及其优化设计_邹常跃

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1、第35卷第2期中国电机工程学报Vol.35No.2Jan.20,20152015年1月20日ProceedingsoftheCSEE©2015Chin.Soc.forElec.Eng.411DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.02.020文章编号：0258-8013(2015)02-0411-07中图分类号：TM46并网逆变器中数字控制延时对系统稳定性的影响及其优化设计邹常跃，刘邦银，段善旭，李锐(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)Influenc

2、eofDelayonSystemStabilityanditsOptimizationinGrid-connectedInvertersZOUChangyue,LIUBangyin,DUANShanxu,LIRui(StateKeyLaboratoryofAdvancedElectromagneticEngineeringandTechnology(HuazhongUniversityofScience&Technology),Wuhan430074,HubeiProvince,China)ABSTRACT:Delayisi

3、nevitableindigital-controlledsystems0引言andthedelayelementchangessystemphase-frequency并网变流器是连接分布式能源与电网的重要characteristics,thusaffectssystemstability.Thesystem[1]stabilityoftheinductor-capacitor-inductor(LCL)-typeGrid-接口。由于变流器输出为高频脉冲宽度调制(pulseconnectedinverterwithsing

4、le-loopcontrolbasedonthewidthmodulation，PWM)波，需经滤波器滤波后接converter-sidecurrentisanalyzedbothinthecontinuous入电网。与单L滤波器相比，在相同感值下，三阶domainandthediscretedomain.Theinfluenceofdelaytime电感-电容-电感(inductor-capacitor-inductor，LCL)onsystemstabilityissystematicallystudied,andthe

5、delaytime[2-3]滤波器具有更强的高频衰减能力，是目前工程应rangetokeepsystemstableisfurtheranalyzed.Adelaytime[4-5]controlmethod,whichiscapableofadjustingdelaytimeis用中的主流滤波器形式。然而，LCL三阶滤波proposedtoimprovesystemstability.Theexperimentresults器引入额外谐振峰，若控制参数设计不合理，系统conductedinasingle-phasegird

6、-connectedinverterverifythe可能不稳定。带LCL滤波器的并网逆变器系统稳定analysisresultandtheproposedmethod.[1-14]性问题得到国内外众多学者的关注。为了消除KEYWORDS:inductor-capacitor-inductor(LCL)filter;grid-[6]谐振峰的不利影响，国内外学者提出了多种无源connectedinverter;single-loopcurrentcontrol;delay;stability和有源阻尼方法[7-13]。无源阻尼

7、方法简单有效，但摘要：数字控制系统中不可避免地存在延时，而延时环节会会引入额外的损耗，影响系统效率。有源阻尼方法改变系统的相位特性，影响系统稳定性。文中以逆变侧电感通过增加反馈量作为系统阻尼，能提高系统稳定单电流环控制为例，在模拟域和数字域下分析了系统的稳定性。此类方案较复杂，也易受参数变化影响[14]，在性，系统地研究了数字控制系统中的延时时间对稳定性的影大容量系统中不易推广。简单而有效的无阻尼单电响，在此基础上，详细分析了保持系统稳定的延时时间范围。流环控制实现简单，所需传感器最少，通过合适的并从改善系统稳定性的角度，提

8、出了一种数字控制延时的优设计能保证系统稳定，是一种具有较强工程应用价化设计与延时调整方法。在一台并网逆变器上进行实验，试验结果验证了分析的正确性和所提出方法的有效性。值的控制策略，在工业应用中得到大量应用。根据反馈变量的不同，LCL型并网逆变器包含关键词：电感-电容-电感滤波器；并网逆变器