基于数字系统延时的三相LCL滤波逆变器稳定性研究

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LCL滤波器因为其优良的滤波性能近年来得到了广泛的关注。但是在LCL滤波器替代传统LC滤波器利用到逆变器上时,LCL滤波器的固有的谐振尖峰会带来系统的稳定性问题。LCL滤波器给逆变器控制系统带来的稳定性问题成为其受到更广泛使用的一个瓶颈。至今,围绕LCL滤波器的稳定性问题已经提出了包括有源阻尼,无源阻尼和无阻尼在内的多种控制方法。作为无阻尼方法的一种,本文较为系统地讨论了数字控制系统延时对于三相LCL滤波并网逆变器系统电流内环的稳定性影响。首先,本文了给出了三相LCL滤波并网逆变器的数学模型并提出了αβ坐标系和dq坐标系结合的控制方式。分析了数字控制系统的延时产生的原因,并根据不同的PWM调制方式,定量地说明了数字系统延时的等效时间。随后针对电流内环给出了网侧电流和逆变器侧电流反馈两种反馈控制的方式,并分别给出了延时稳定的条件。其后针对两种不同的反馈方式分析了可能导致系统不稳定的原因,并提出了相应的改进方法。基于Matlab仿真平台搭建的仿真模型和物理实验对理论和改进方法进行了验证,仿真和实验结果证明了理论的正确性。
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