电工技术学报  2019, Vol. 34 Issue (8): 1698-1707    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L80473
电力电子 |
具有主动阻尼特征的LCL并网逆变器状态反馈控制方法
张琦1,2, 李锐1, 张永平1, 任碧莹1, 孙向东1,2
1. 西安理工大学自动化与信息工程学院 西安 710048;
2. 西安理工大学陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室 西安 710048
Active Damping Method Based on State-Feedback for Grid-Connected Inverter with LCL Filter
Zhang Qi1,2, Li Rui1, Zhang Yongping1, Ren Biying1, Sun Xiangdong1,2
1. Department of Electric Engineering Xi’an University of Technology Xi’an 710048 China;;
2. Shaanxi Key Laboratory of Complex System Control and Intelligent Information Processing Xi’an University of Technology Xi’an 710048 China;
全文: PDF (33762 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 网侧阻抗波动与数字控制延迟会影响到LCL滤波器型并网逆变电源的稳定运行。针对该问题,在考虑到数字延迟的基础上,建立系统的离散化状态空间模型,并进行状态反馈特征分析,据此研究一种具备主动阻尼特征的状态反馈控制方法。该方法将公共耦合点电压作为系统的状态变量,分析该状态变量反馈对网侧阻抗波动引入的稳定性问题的改善作用。另外,在仅对网侧电感电流采样的基础上,研究对逆变电流进行状态重构与离散系统状态拓展方法,并通过这些状态变量的反馈控制设计,改善系统的稳定裕度与参数适应性。通过仿真与实验进行验证,结果证明分析的正确性以及控制方法的可行性和有效性。
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作者相关文章
张琦
李锐
张永平
任碧莹
孙向东
关键词 LCL并网逆变器状态反馈状态重构稳定问题    
Abstract:Based on discrete state space model analysis for LCL grid-connected inverter, an active damping method is proposed to settle down the stability problems caused by the grid impedance variation and the digital time delay. The common coupling point voltage vpcc is used as a system state, and its feedback characteristics is studied to reveal its damping effect. In addition, the states feedback characteristics of inverter current ii and grid current ig are evaluated respectively. Consequently, a state reconstruction method is provided, which relies on the sampling values of vpcc and ig. Meanwhile, the order of the space model is virtually enlarged to improve the system stability. The feasibility and effectiveness of the proposed control method are verified by Matlab/Simulink simulations and experiments.
Key wordsLCL filter-based grid-connected inverter    state-feedback    state reconstruction    stability problem   
收稿日期: 2018-06-30      出版日期: 2019-05-05
PACS: TM464  
基金资助:国家自然科学基金(51607142),陕西省自然科学基金(2017JQ5102),陕西省教育厅重点实验室基金(17JS087)资助项目
通讯作者: 李 锐 女,1992年生,硕士研究生,主要研究方向为新能源发电、并网逆变器的数字化控制技术。E-mail: lirui1305266912@163.com   
作者简介: 张 琦 男,1982年生,博士,硕士生导师,主要研究方向为功率变换器建模与控制、双向变换器、新能源并网发电。E-mail: Zhangqi@xaut.edu.cn
引用本文:   
张琦, 李锐, 张永平, 任碧莹, 孙向东. 具有主动阻尼特征的LCL并网逆变器状态反馈控制方法[J]. 电工技术学报, 2019, 34(8): 1698-1707. Zhang Qi, Li Rui, Zhang Yongping, Ren Biying, Sun Xiangdong. Active Damping Method Based on State-Feedback for Grid-Connected Inverter with LCL Filter. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(8): 1698-1707.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L80473          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2019/V34/I8/1698