申请/专利权人：淮阴工学院

申请日：2021-11-03

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN114257112B

主分类号：H02M7/5387

分类号：H02M7/5387;H02M1/088;H02M1/12;H02J3/38;H02J3/01

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2022.04.15#实质审查的生效;2022.03.29#公开

摘要：本发明涉及电力系统技术领域，公开了一种应用拉格朗日插值法补偿单相并网逆变器延时的方法，其电路结构为单相并网逆变器，选用滤波器为LCL型滤波器，在简化系统方程基础上，设计基于能量方程的并网逆变器机侧电流回路控制器，计及数字控制系统延时，获取保证系统稳定的LCL滤波器谐振角频率，加上拉格朗日插值法，设计系统延时补偿器，形成应用拉格朗日插值法补偿单相并网逆变器延时的控制器。该种方法实质为电流环前向通道提供了一个相位超前环节，补偿了延时带来的相位滞后，从而避免‑180°相位穿越点位于谐振角频率处，提高了系统鲁棒性，减少因信号延时产生的误差，抑制并网逆变器因LCL滤波器产生的谐振现象。

主权项：1.一种应用拉格朗日插值法补偿单相并网逆变器延时的方法，其特征在于，所述单相并网逆变器为单相LCL型并网逆变器，包括如下步骤：步骤1：根据单相LCL型并网逆变器的滤波电感电流和滤波电容电压，构建单相LCL型并网逆变器的平均状态空间模型： 其中，L1为逆变器的机侧滤波电感、L2为逆变器的网侧滤波电感、C为逆变器的滤波电容、r1和r2为滤波电感L1和L2的内阻；i1为逆变器的机侧滤波电感电流、i2为逆变器的网侧滤波电感电流、vC为逆变器的滤波电容电压；Vs为逆变器的直流输入电压；vg＝Vgsinωt是栅极电压，u是实际作用的开关控制信号；步骤2：根据步骤1构建的平均状态空间模型，利用李雅普诺夫函数稳定性定理设计基于能量方程的并网逆变器机侧电流回路控制器： 其中，Uo和Δu分别表示u的稳态值和摄动值，为给定电容电压，为给定机侧电流，Ki1是关于机侧电流回路控制器增益，是机侧电流i1和机侧电流给定值的误差；步骤3：在所述步骤2基础上，计及数字控制系统延时，根据奈奎斯特稳定性判据，获取保证系统稳定的LCL滤波器谐振角频率；获取LCL滤波器谐振角频率的步骤为：1计及数字控制系统延时： 其中，Gys为系统总延时的s域传递函数，GZOHs为体现调制特性的延时环节，ηTs为信号装载延迟时间，0.5Ts是PWM调制延时；2系统的陷波角频率ωr和系统的谐振角频率ωrcs表达式分别为： 3此时的环路增益为： 4根据奈奎斯特稳定性判据得到系统稳定的谐振角频率满足： 其中，ωs为奈奎斯特频率的2倍；步骤4：在所述机侧电流回路控制器的基础上加上拉格朗日插值法，设计系统延时补偿器，形成应用拉格朗日插值法补偿单相并网逆变器延时的控制器：1通过拉格朗日插值法确定n次拉格朗日插值多项式，并由此确定n＝1时，拉格朗日多项式： 其中，n次多项式称为以x0,x1,…xn为节点的n次拉格朗日插值基函数，x0,y0,x1,y1…xn,yn是函数y＝fx上的点；L1x＝l0xy0+l1xy1整理后得： 其中，x0和x1在函数y＝fx上的值分别为y0和y1，为预测值：2采用一阶拉格朗日插值法预测i+ηTS时刻系统的控制信号Qi+η：Qi+η＝ui+[ui-ui-1]η其中，Qi为计算得到当前时刻的控制信号，ui为上一时刻的控制信号；对应的离散域表达式为： 3确定串联补偿模块形成应用拉格朗日插值法补偿单相并网逆变器延时的控制器满足如下条件： 步骤5：获取应用拉格朗日插值法补偿延时的单相LCL型并网逆变器的全桥功率开关控制信号。

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