无阻尼LCL滤波器的并网变流器稳定性控制策略

李 军 李玉玲 陈国柱

（浙江大学电气学院 杭州 310027）

1 引言

三相电压型PWM变流器可以实现网侧电流正弦化、功率因数可控及能量双向流动，在电气传动、高电压直流输电、无功补偿和可再生能源并网等领域有广泛的应用前景[1]。为减少变流器开关频率附近的高次谐波，需在变流器和电网之间加入滤波器。在传统的应用中，一般采用单电感滤波，虽然简单、可靠、易于控制，但成本上升，装置体积加大，效率降低，系统动态特性变差。LCL滤波器的引入解决了上述问题，但其在欠阻尼下可能会引起系统谐振，进而可能导致系统不稳定。目前常用两种方式解决此问题：其一是引入无源阻尼[2]，即通过在滤波电容上串联电阻增加系统阻尼来使系统稳定，但其增加了系统的损耗；其二是引入有源阻尼[3,4]，即通过控制算法等效地增加系统阻尼来使系统达到稳定，如超前网络法、虚拟电阻法及基于遗传算法的有源阻尼等。此方法虽然一定程度上降低了系统损耗，但控制比较复杂，需较多的控制参数和传感器，降低了系统的可靠性[5]。根据控制理论可知，连续系统离散化以后，其稳定性可能会发生改变，且不同的采样频率下的离散系统也有不同的稳定性。基于此，本文提出了一种根据电流采样点位置选择合适的采样频率的电流环稳定性控制方法，其不仅不会给系统带来损耗，而且也不改变原系统的控制性能，实现起来简单可靠。仿真和实验结果也有效验证了此方法的可行性。……