摘要：LCL型光伏并網(wǎng)逆變器在弱電網(wǎng)下，電網(wǎng)阻抗的增加，系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。為增強(qiáng)弱電網(wǎng)下系統(tǒng)的穩(wěn)定性，文章提出了適用于電網(wǎng)阻抗變化的模糊自適應(yīng)控制方法，實(shí)時(shí)調(diào)整光伏并網(wǎng)逆變器的電流控制器參數(shù)以及電容電流反饋系數(shù)，以適應(yīng)電網(wǎng)阻抗變化，提高弱電網(wǎng)情況下的系統(tǒng)相位裕度，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　關(guān)鍵詞：弱電網(wǎng),模糊自適應(yīng)控制,相位裕度

　　隨著全球能源需求日益增大，人們對(duì)以太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等新能源為核心的分布式發(fā)電技術(shù)越發(fā)重視，智能電網(wǎng)的概念深入人心。光伏并網(wǎng)逆變器作為分布式電網(wǎng)的重要組成部分，也成為研究的熱門[1]。光伏并網(wǎng)逆變器的控制性能直接影響到并網(wǎng)電流的輸出質(zhì)量。

　　準(zhǔn)PR控制對(duì)于頻率波動(dòng)的電網(wǎng)具有一定的抗干擾能力，同時(shí)可以消除某一頻率上的穩(wěn)態(tài)誤差，所以有較為廣泛的應(yīng)用。在弱電網(wǎng)的情況下，由于弱電網(wǎng)下并網(wǎng)阻抗的增大，系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。本文提出適用于弱電網(wǎng)下的自適應(yīng)控制方法，以改善弱電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行狀態(tài)，保證高質(zhì)量的并網(wǎng)輸出電流。

　　1并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)模型

　　本文采用單相電容電流反饋方式的有源阻尼控制方式。G(iS)為準(zhǔn)PR控制器，ug為并網(wǎng)電壓，L1、C、L2分別為逆變器的濾波結(jié)構(gòu)中的逆變器側(cè)電感，濾波電容，并網(wǎng)側(cè)電感，Lg為并網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)阻抗。Kc、Ki分別為并網(wǎng)電流與電容電流反饋系數(shù)。

　　2準(zhǔn)PR控制

　　基于內(nèi)模原理的PR控制器可以對(duì)特定頻率的正弦信號(hào)進(jìn)行無(wú)靜差追蹤。而PR控制對(duì)于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)電壓頻率較為敏感，且現(xiàn)實(shí)中也不易于實(shí)現(xiàn)，故改善為準(zhǔn)PR控制，Kp為控制器的比例系數(shù);Kr為控制器的諧振系數(shù);ω0為控制器的諧振頻率;ωc為系統(tǒng)的截止頻率。

　　3模糊自適應(yīng)控制

　　根據(jù)帶有電容反饋方式的有源阻尼控制的光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型，確定該控制方式的相關(guān)參數(shù)的初始值。包括PR控制器的比例系數(shù)Kp與諧振系數(shù)Kr，以及電容反饋系數(shù)Kc。令并網(wǎng)逆變器的指令電流為iref，并網(wǎng)電流為i2，二者的誤差與誤差變化率令為e與e觶作為模糊控制器的輸入[3]。而模糊控制器的輸出為PR控制器的比例系數(shù)，諧振系數(shù)以及電容反饋系數(shù)的修正量。而模糊控制系統(tǒng)的模糊控制規(guī)則根據(jù)三個(gè)參數(shù)的作用而制定。

　　本文提出的光伏并網(wǎng)逆變器的模糊自適應(yīng)控制，控制方式主要是讓PR控制器的比例系數(shù)，諧振系數(shù)以及電容反饋系數(shù)能夠依據(jù)指令電流與并網(wǎng)電流之間的誤差值以及誤差的變化率，實(shí)現(xiàn)在線調(diào)整，以適應(yīng)電網(wǎng)阻抗變化時(shí)的并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

　　4仿真與分析

　　為了驗(yàn)證本文提出的自適應(yīng)方法的可行性，本文借助Matlab/Simulink仿真平臺(tái)分析模擬弱電網(wǎng)與強(qiáng)電網(wǎng)的不同電網(wǎng)阻抗下，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性分析。仿真平臺(tái)的系統(tǒng)各基本參數(shù)：電網(wǎng)電壓有效值為220V，直流輸入電壓為360V，開(kāi)關(guān)頻率為10kHz，逆變器側(cè)電感為600μH，濾波電容10μF，網(wǎng)側(cè)電感為150μH，電網(wǎng)感抗3mH。系統(tǒng)沒(méi)有自適應(yīng)過(guò)程，幅值裕度為9.84dB，相位裕度為13.2deg。此時(shí)系統(tǒng)的相位裕度較小，無(wú)法滿足較好的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

　　此時(shí)幅值裕度為4.06dB，相位裕度為45.5deg。幅值裕度大于3dB保證了系統(tǒng)的魯棒性，而且相位裕度大于45deg，此時(shí)系統(tǒng)有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。仿真在0.1s時(shí)切換為半載運(yùn)行，系統(tǒng)半載運(yùn)行時(shí)THD為0.62%，滿足高質(zhì)量并網(wǎng)電流的要求。

　　5結(jié)束語(yǔ)

　　本文針對(duì)弱電網(wǎng)下，電網(wǎng)阻抗增大，導(dǎo)致系統(tǒng)相位裕度降低，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差的問(wèn)題，提出基于電容電流反饋有源阻尼方式的模糊自適應(yīng)控制方法，使系統(tǒng)能夠在線調(diào)整參數(shù)保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，并通過(guò)仿真驗(yàn)證方法的正確性，因此具有一定的理論研究意義。

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　　相關(guān)期刊推薦：《太陽(yáng)能學(xué)報(bào)》(月刊)創(chuàng)刊于1980年，由中國(guó)科協(xié)主管，中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)主辦，北京市太陽(yáng)能研究所承辦，自創(chuàng)刊以來(lái)為我國(guó)新能源領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流、人才培養(yǎng)及促進(jìn)科研成果產(chǎn)業(yè)化等方面做出了貢獻(xiàn)。