由于在LCL参数选择比较复杂,国际上也没有一种统一的设计方法,因此文章综合考虑电网侧电流最大允许脉动、逆变器开关频率和阻尼特性等要求,通过计算的方法得出一种简单有效的设计方案:通过选择逆变器侧所需要的电流纹波来设计内部电感L,通过选择在额定状态下吸收的无功功率来决定电容值,通过选择期望电流纹波减少量来设计Lf。由于逆变器开关管通常工作在高频方式,一般为15kHz,所以该滤波器属于低通滤波器,目的是滤除高频开关纹波。
通过计算得出LCL参数后,我们采用MATLAB中的SIMULINK模块进行仿真,通过反复实验后得出一个满足要求的实验结果。
五、主动阻尼控制器的设计
由于LCL滤波器是谐振电路,对系统的稳定性有很大影响,如果不采取很好的控制策略,会使电流的谐波畸变率增大。为了抑制LCL滤波器的谐振,可以采取增加滤波器阻尼的方法,但是增加无源元件,如电阻等,会造成功率损耗,降低系统的工作效率。除此之外我们还可以采取增加主动阻尼的方法,所谓主动阻尼,是指主动采取控制策略的方法,达到与被动阻尼相同的效果。
用主动阻尼的方法替代实际的谐振阻尼电阻作用,这样即使主动阻尼的阻值很大,也不会造成功率损耗,降低系统的效率。由于电压电流双闭环控制具有系统对参数变化不敏感,稳定性高的优点。采取这种控制策略与通常的双闭环不同之处在于,增加了对电容器电流的前馈控制。
结语
IEEE 1547标准严格限定负载注入电网的电流总谐波畸变要小于5%,35次以上谐波的畸变率要小于0.3%。通过我们对逆变器矢量控制、LCL参数和主动阻尼器的设计,将基本达到这一要求。
参考文献
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