LCL滤波器并网逆变器双环控制设计与优化

"基于LCL滤波器的并网逆变器双环控制设计" 本文主要探讨了在三相并网逆变器中应用LCL滤波器的电流双环控制策略。LCL滤波器是由电感(L)、电容(C)和电感(L)组成的三阶滤波网络，其在并网逆变器中主要用于改善电流质量，减少谐波，并提高系统稳定性。针对这一滤波器的特性，研究提出了基于高阶极点配置的电流双环控制器设计方法。 传统的双环控制通常包括电流内环和电压外环。电流内环负责控制逆变器输出的三相电流，使其跟踪参考值，确保电流波形的平滑和准确。电压外环则调节逆变器的输出电压，以保持电网电压的稳定。在高阶闭环控制系统的设计过程中，降阶和自由度问题是关键。降阶是为了简化控制系统，但可能会导致性能损失；而有限的自由度则限制了控制器参数的选择范围。 论文提出了一种结合零极点对消与变量设定的双环控制设计方案，该方案在已知开关频率、阻尼比以及LCL滤波器参数的情况下，能够精确计算内外环PI控制器的参数。通过这种方法，可以优化控制器设计，确保系统在快速响应的同时保持稳定。 劳思-赫尔维茨稳定判据是控制理论中的一种经典稳定性分析工具，用于验证系统的稳定性。文中提到，该方案设计的双环控制器参数经过劳思-赫尔维茨稳定判据验证，确保了并网逆变器在运行过程中的稳定性。 实验验证部分证明了采用该设计方案的双环控制器能够在三相电流源控制的并网逆变器中实现安全、可靠的运行，同时具备较快的动态响应速度。这意味着在实际应用中，逆变器能够快速适应电网条件的变化，提供高质量的电能。 这篇研究为LCL滤波器并网逆变器的控制策略提供了新的思路，通过优化控制器设计，解决了高阶系统中的复杂问题，提高了系统的动态性能和稳定性。这一成果对于电力电子领域的研究和实际应用具有重要的指导价值。