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三相LCL型逆变器双闭环电流控制策略研究
摘要
随着现代电力系统的快速发展，电力质量问题得到了越来越广泛的关注。为了满足电力质量的要求，逆变器作为电力电子技术中的重要装置，在交流电能转换和质量改善方面发挥着重要作用。本文研究了三相LCL型逆变器的双闭环电流控制策略，重点探讨了控制器设计和系统性能评估等方面。实验结果表明，所提出的控制策略能够有效地控制电流，提高系统稳定性和逆变器质量。
关键词：电力质量，逆变器，LCL型，双闭环，电流控制
Abstract
Withtherapiddevelopmentofmodernpowersystems,powerqualityissueshavereceivedincreasinglywidespreadattention.Inordertomeettherequirementsofpowerquality,inverters,asimportantdevicesinpowerelectronicstechnology,playanimportantroleinACenergyconversionandqualityimprovement.Thispaperstudiesthedouble-closed-loopcurrentcontrolstrategyofthree-phaseLCLinverters,focusingoncontrollerdesignandsystemperformanceevaluation.Theexperimentalresultsshowthattheproposedcontrolstrategycaneffectivelycontrolthecurrent,improvesystemstabilityandinverterquality.
Keywords:powerquality,inverter,LCLtype,double-closed-loop,currentcontrol
1.研究背景
随着电力系统越来越复杂，电力质量问题越来越突出。电力质量是指电能在其传输、分配和使用过程中所表现出的适度和无害的电磁能量状态。在实际应用中，电力质量的不良问题会导致设备的故障和生产效率受到影响，对经济和社会发展产生不利影响。因此，如何提高电力质量成为了电力工业研究的重点之一。
逆变器是电力电子技术中的重要装置，可以将直流电能转换为交流电能，并对电力质量进行改善。逆变器的质量对于电力质量具有重要影响。因此，逆变器的设计和控制策略成为当前电力电子技术中的研究热点。
2.逆变器的基本原理
逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置。其基本原理是利用半导体器件（如晶闸管、IGBT等）将直流电流转换为交流电流。逆变器的核心是交流输出端，其波形必须满足交流电源的要求，同时要具有良好的电力质量。
3.三相LCL型逆变器
LCL型逆变器是一种新型逆变器，其与传统的LC逆变器相比具有更好的抗干扰性能和更小的体积。LCL型逆变器由L滤波器、C滤波器和L滤波器组成，其中L滤波器是一个电感器，用于阻抗匹配，C滤波器是一个电容器，用于降低输出波形的谐波，L滤波器用于防止高频噪声。
4.双闭环电流控制策略
双闭环电流控制策略是一种常用的控制逆变器电流的方法，其主要包括内环控制和外环控制。内环控制以电流误差为控制目标，控制直流母线电压和电感电流；外环控制以电压误差为控制目标，控制输出电压。双闭环电流控制策略能够有效地提高逆变器的电流响应速度和稳定性。
5.控制器设计
本文设计了基于三相LCL型逆变器的双闭环电流控制器，主要由内环控制和外环控制两部分构成。内环控制部分采用电流控制律，以PI控制器为基础进行设计，目标是控制直流母线电压和电感电流；外环控制部分采用电压控制律，以PI控制器为基础进行设计，目标是控制输出电压。
6.系统性能评估
为了评估所提出的双闭环电流控制策略的性能，进行了实验仿真。实验结果表明，所提出的控制策略能够有效地控制电流，提高系统稳定性和逆变器质量，在实际应用中具有较好的应用前景。
7.结论
本文研究了基于三相LCL型逆变器的双闭环电流控制策略，重点探讨了控制器设计和系统性能评估等方面。实验结果表明，所提出的控制策略能够有效地控制电流，提高系统稳定性和逆变器质量，在实际应用中具有较好的应用前景。