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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410723339.4(22)申请日 2014.12.03H02J 3/01(2006.01)(71)申请人天津天传新能源电气有限公司地址 300301 天津市滨海高新区滨海科技园日新道188号5号楼405号申请人天津电气科学研究院有限公司(72)发明人董钺 刘江华 邱晗 邢文超王雨龙(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司 12209代理人王来佳(54) 发明名称一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法(57) 摘要本发明涉及一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，其技术特点包括以下步骤：对逆变器并网电流、滤波电容电流进行采样，。
2、求出在一个控制周期内的平均值；并网电流给定值和反馈值相减，对此偏差值进行比例谐振调节；将滤波电容电流反馈值进行比例谐振调节；将并网电流调节器的输出和滤波电容电流调节输出相减，再乘上一个比例系数，作为逆变器调制信号；将逆变器调制信号与三角载波进行比较，形成逆变器的PWM脉冲。本发明在并网电流环内引入滤波电容电流的比例惯性反馈，并将此反馈与并网电流调节器输出做比例调节，可以达到近似于滤波电容支路串联电阻的效果，可以达到较好的阻尼效果，有效地抑制谐波，大大降低了谐波含量。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图5页(10)申请公布。
3、号 CN 104410072 A(43)申请公布日 2015.03.11CN 104410072 A1/1页21.一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、对逆变器并网电流、滤波电容电流进行采样，求出在一个控制周期内的平均值；步骤2、并网电流给定值和反馈值相减，对此偏差值进行比例谐振调节，得到并网电流调节器输出u1；步骤3、将滤波电容电流反馈值进行比例谐振调节，得到滤波电容电流反馈调节输出u2；步骤4、将并网电流调节器的输出u1和滤波电容电流调节输出u2相减，再乘上一个比例系数，作为逆变器调制信号；步骤5、将逆变器调制信号与三角载波进行比较，形成逆变器的PWM脉冲。。
4、2.根据权利要求1所述的一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，其特征在于：所述步骤2并网电流调节器输出u1的计算公式为：式中，u1为并网电流调节器输出，is*(s)为逆变器并网电流给定值，is(s)为并网电流反馈值，kp1为并网电流调节器比例系数，ki1为并网电流调节器谐振系数，c1为并网电流调节器等效带宽，为工频角频率。3.根据权利要求1所述的一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，其特征在于：所述步骤3滤波电容电流反馈调节输出u2的计算公式为：式中，u2为滤波电容电流反馈调节输出，ic(s)为滤波电容电流反馈值，kp2为滤波电容电流反馈比例系数，ki2为滤波电容电流反馈谐振系数，c1为滤波电。
5、容电流反馈等效带宽，为工频角频率。权 利 要 求 书CN 104410072 A1/4页3一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法技术领域0001 本发明属于并网逆变器技术领域，尤其是一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法。背景技术0002 对于并网逆变器，并网电流畸变率是一个重要的技术指标。目前逆变器交流输出侧通常采用LCL滤波器滤去PWM波形中开关频率附近的高次谐波，与L滤波器相比，LCL滤波效果更佳，且电感可以更小。但LCL滤波器为三阶环节，存在谐振问题，而逆变器采用并网电流闭环不能抑制此谐振。针对此问题，一般采用在滤波电容支路串联电阻的方法来解决，该方法简单可靠且效果显著，缺点是电阻上存在附。
6、加损耗。为避免电阻损耗，可通过调整电流环结构实现与之类似的阻尼效果，例如在并网电流环内引入滤波电容电流比例反馈、采用逆变器出口电流替代并网电流做反馈等有源阻尼方法。0003 由于逆变器通常采用数字控制，存在反馈与控制滞后的问题，采用较为常见的滤波电容电流比例反馈(其控制结构如图1所示)的方法阻尼效果不佳，甚至会出现电流不稳定(参见文献1Stewart Geoffrey Parker,Brendan P.McGrath,Donald Grahame Holmes,”Regions of Active Damping Control for LCL Filters”,in IEEE TRANSAC。
7、TIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS,VOL.50,NO.1,JANUARY/FEBRUARY 2014,pp.424-432。文献2Yi Lei,Zhengming Zhao,Fanbo He,Sizhao Lu and Lu Yin,“An Improved Virtual Resistance Damping Method for Grid Connected Inverters with LCL Filters”,IEEE Energy Conversion Congress and Exposition(ECCE),17-22 Sept.2011，pp.381。
8、63822.)；采用逆变器出口电流反馈，需要滤波电感与并网电感的比例在特点范围内才可以抑制谐振，但这个比例范围通常不太符合滤波器设计原则，因此，还需要附加滤波电容电流反馈(其控制结构如图2所示，参见文献3Yi Tang,Poh Chiang Loh,Peng Wang,Fook Hoong Choo and Feng Gao,“Exploring Inherent Damping Characteristic of LCL Filters for Three-Phase Grid Connected Voltage Source Inverters”,in IEEE TRANSACTIONS 。
9、ON POWER ELECTRONICS,VOL.27,NO.3,MARCH 2012,pp.1433-1443.)，而且，采用逆变器出口电流反馈，在调节并网电流功率因数时，需要考虑滤波电容电流的影响。发明内容0004 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计更为合理、能够有效抑制谐波且避免损耗的用于并网逆变器的有源阻尼控制方法。0005 本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：0006 一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，包括以下步骤：0007 步骤1、对逆变器并网电流、滤波电容电流进行采样，求出在一个控制周期内的平均值；0008 步骤2、并网电流给定值和反馈值相减，对此。
10、偏差值进行比例谐振调节，得到并说 明 书CN 104410072 A2/4页4网电流调节器输出u1；0009 步骤3、将滤波电容电流反馈值进行比例谐振调节，得到滤波电容电流反馈调节输出u2；0010 步骤4、将并网电流调节器的输出u1和滤波电容电流调节输出u2相减，再乘上一个比例系数，作为逆变器调制信号；0011 步骤5、将逆变器调制信号与三角载波进行比较，形成逆变器的PWM脉冲。0012 而且，所述步骤2并网电流调节器输出u1的计算公式为：0013 0014 式中，u1为并网电流调节器输出，is*(s)为逆变器并网电流给定值，is(s)为并网电流反馈值，kp1为并网电流调节器比例系数，ki1。
11、为并网电流调节器谐振系数，c1为并网电流调节器等效带宽，为工频角频率。0015 而且，所述步骤3滤波电容电流反馈调节输出u2的计算公式为：0016 0017 式中，u2为滤波电容电流反馈调节输出，ic(s)为滤波电容电流反馈值，kp2为滤波电容电流反馈比例系数，ki2为滤波电容电流反馈谐振系数，c1为滤波电容电流反馈等效带宽，为工频角频率。0018 本发明的优点和积极效果是：0019 本发明在并网电流环内引入滤波电容电流的比例惯性反馈，并将此反馈与并网电流调节器输出做比例调节，可以达到近似于滤波电容支路串联电阻的效果，并且在考虑数字控制的滞后问题的情况下，仍然可以达到较好的阻尼效果，有效地抑制。
12、谐波，大大降低了谐波含量。附图说明0020 图1是现有的滤波电容电流比例反馈电路结构图；0021 图2是现有的附加滤波电容电流反馈电路结构图；0022 图3是本发明的控制电路结构示意图；0023 图4a和图4b是采用滤波电容电流比例反馈控制方法和本发明在功率为2kW时的并网电流各次谐波含量比较示意图；0024 图5a和图5b是采用滤波电容电流比例反馈控制方法和本发明在功率为7.2kW时的并网电流各次谐波含量比较示意图。具体实施方式0025 以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。0026 一种用于并网逆变器的有源阻尼控制方法，是对现有的有源阻尼控制方法的改进，其在并网电流控制器采用比例谐振控制。
13、方法，直接对正弦量进行调节；与此相对应，滤波电容电流反馈通道中的比例惯性环节相应地变为比例谐振环节，如图3所示。图1说 明 书CN 104410072 A3/4页5至图3中，is*为逆变器并网电流给定值，is为并网电流反馈值，ic为滤波电容电流反馈值，if为逆变器出口滤波电感电流值，Ui为调制信号。P、R分别表示比例和谐振环节，k为比例系数。0027 本控制方法对标幺值进行控制，各变量基准值如表1所示，0028 表10029 直流电压(V) 630交流电压(V) 2300030 交流电流(A) 10.4容量(VA) 7200频率(Hz) 500031 本控制方法包括以下步骤：0032 步骤1、。
14、对逆变器并网电流、滤波电容电流进行采样，求出在一个控制周期内的平均值。0033 步骤2、并网电流给定值和反馈值相减，对此偏差值进行比例谐振调节，得到并网电流调节器输出u1，其计算公式如下：0034 0035 式(1)中，is*(s)为逆变器并网电流给定值，is(s)为并网电流反馈值，kp1为并网电流调节器比例系数，ki1为并网电流调节器谐振系数，c1为并网电流调节器等效带宽，为工频角频率。0036 步骤3、将滤波电容电流反馈值进行比例谐振调节，得到滤波电容电流反馈调节输出u2，其计算公式如下：0037 0038 式(2)中，ic(s)为滤波电容电流反馈值，kp2为滤波电容电流反馈比例系数，ki。
15、2为滤波电容电流反馈谐振系数，c1为滤波电容电流反馈等效带宽，为工频角频率。0039 步骤4、将并网电流调节器的输出和滤波电容电流调节输出相减，再乘上一个比例系数k，作为逆变器调制信号Ui，其计算公式如下：0040 Ui(u1-u2)*k (3)0041 式(3)中，u1为并网电流调节器输出，u2为滤波电容电流反馈调节输出，k为比例系数。0042 步骤5、将逆变器调制信号Ui与三角载波进行比较，形成逆变器的PWM脉冲。0043 本发明与目前常用的在并网电流环内加入滤波电容电流比例反馈的方法进行对说 明 书CN 104410072 A4/4页6比，在7.2kVA三相四桥臂并网逆变器上进行试验，逆。
16、变器参数如表1所示。0044 由于逆变器LCL滤波器的谐振频率为1780Hz，近似为36次谐波，通过试验结果(图4a和图4b、图5a和图5b给出的采用滤波电容电流比例反馈控制方法和采用本发明的并网电流各次谐波含量比较示意图)可以看出，本发明提出的方法可以更为有效地抑制35、37次谐波，并网电流各次谐波含量大为降低。0045 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。说 明 书CN 104410072 A1/5页7图1图2图3说 明 书 附 图CN 104410072 A2/5页8图4a说 明 书 附 图CN 104410072 A3/5页9图4b说 明 书 附 图CN 104410072 A4/5页10图5a说 明 书 附 图CN 104410072 A10。