分布式发电系统中并网逆变器的控制策略研究.pdf

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1、分布式发电系统中并网逆变器的控制策略研究12吴春秋，唐慧妍（1.海军驻上海江南造船（集团）有限责任公司军事代表室，上海201913;2.中国船舶重工集团公司第七一一研究所，上海201108）摘要：本文针对于LCL型三相并网逆变器的控制策略进行展开，重点分析三相并网逆变器在不同坐标系下的控制特性，最后基于SABER软件搭建10kW系统进行仿真验证。关键词：分布式发电系统；LCL；并网逆变器中图分类号：TM464文献标志码：ADOI：10.16443/j.cnki.31-1420.2015.04.018ControlStrategyResearchonGrid

2、-connectedInverterUsedinDistributedGeneratorSystem12WUChun-qiu,TANGHui-yan(1.NavalMilitaryReprentativeOfficeinJiangnanShipyard(Group)Co.,Ltd.,Shanghai201913,China;2.No.711ResearchInstitute,CSIC,Shanghai201108,China)Abstract:ThispaperintroducesthecontrolstrategyofLCLthreephasegrid-

3、connectedinverter.Thecontrolcharacteristicsofthethreephasegrid-connectedinverterindifferentcoordinatesareanalyzed.Finally,one10kWsystemisbuiltbySABERanditisverifiedbysimulation.Keywords:distributedgeneratorsystem;LCL;grid-connectedinverter0引言方式，基于交流母线线的组网方式和基于混合母线的随着能源危机与环境污染问题日益严

4、峻，以太阳组网方式。基于直流母线的组网方式以其控制简单，能、风能为代表的可再生能源以其无污染、资源无枯扩容方便，易于实现独立/并网双模式运行等优势成为竭等优势将在未来能源格局中扮演重要角色。基于可中小容量的分布式发电系统的首选方案。再生能源的分布式发电系统(Distributedgenerating并网逆变器作为DGS与电网的接口设备，直接影system，DGS)与环境相兼容，发电方式灵活，可满足响入网电能质量。通常三相并网逆变器按照滤波器结用户的特殊需求，可广泛应用于偏远地区供电。分布构划分由L型和LCL型。相比于L型滤波器，LCL滤式发电系统与集中供电

5、系统结合将形成一个高效，灵波器高频衰减特性更好，在获得同样的控制效果时，活的电力系统，提高了可再生能源的利用率，可有效LCL滤波器的体积更小，因此，更适合大功率场合。[1]改善电力系统的供电可靠性和提高供电系统容量。三相并网逆变器是一个多变量、高阶、相互耦合分布式发电系统的组网方式多种多样，通常按照的系统，采用坐标变换来可以减少系统的阶数。基于汇流母线的类型可以分为三类：基于直流母线的组网同步旋转d-q坐标变换，系统的控制量为直流量，使用作者简介：吴春秋（1977-），男，工程师。研究方向：船舶自动化。2015/4机电设备80AcademicResearc

6、h技术交流传统的PI调节器即可获得零稳态误差的控制效果，但⎧ducd11=−+iiωV⎪1d2dCqLCL型三相并网逆变器在d-q坐标系下存在耦合，要⎪dtCC⎨（4）精确设计控制系统，需要对系统解耦。基于静止α-β⎪ducq11=−−iiωV⎪⎩1q2qCd坐标变换，三相并网逆变器可以等效为两个单相并网dtCC逆变器，系统在α轴和β轴上相互独立，不存在耦合，通过abc/αβ坐标变换后，系统状态方程为：但是α-β坐标系下，系统控制量仍为交流量，因此，系⎧di1k=−−11vivR1⎪Kkc1kdtLLL统不易实现零稳态误差控制。本文重点讨论d-q及α-β⎪

7、121⎪di11R坐标系下并网逆变器的控制特性，分析d-q坐标系下的⎨2k=−−viv1（5）ck2kskdtLLL耦合量对系统性能的影响以及合理的解耦方式，基于⎪222⎪dv11SABER仿真平台，搭建10kW系统，并进行仿真验证。⎪ck=−ii12kk⎩dtCC1LCL型并网逆变器的数学模型式中，k=α、β。可以看出，d-q坐标下，系统存在强耦合，若需要精确设计控制器，需要对系统解LCL型并网逆变器主电路拓扑如图1所示。选择耦。α-β坐标下，系统在α轴和β轴上相互独立，三相电感L1和L2的电流，以及电容电压为状态变量，即可并网逆变器可以等效为两个单相并

8、网逆变器。得到系统的状态方程为：⎧di1k11R1=−−viv⎪k