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拓扑描述

新能源发电系统的核心模块是并网逆变器。 LCL型并网逆变器因其优越的高频谐波抑制能力而受到广泛的重视（广泛应用于并网光伏、储能等领域）。 并网逆变器采用LCL滤波器，对高频谐波有更好的衰减，滤波效果更好。 本次主要讲解单相和三相LCL逆变器拓扑模型。

LCL并网逆变器的拓扑结构如下图所示，其中idc为直流侧电流，Udc两端为直流侧母线电压，L1、L2、C构成三阶LCL滤波器， r1为电感L1的等效阻抗，r2为电感L2的等效阻抗，Us/Ug为电网电压。

单相LCL并网拓扑

三相LCL并网拓扑

控制指令

LCL并网逆变器的电流控制策略可分为逆变侧电感电流控制的间接电流控制策略、直流控制策略以及两者的混合控制策略。 针对并网逆变器LCL滤波器的高频谐振问题，常用无源阻尼控制和有源阻尼控制来抑制。

无源阻尼控制有四种类型：滤波电感或电容支路串联或并联电阻。 实现简单，不需要额外的控制环节，但会增加系统的功率损耗。 有源阻尼控制主要有虚电阻法、前向通道加陷波滤波器、分路电容法、零极配置法和电容电流补偿法等。有源阻尼法的优点是可以有效抑制谐振尖峰通过控制算法在不增加系统损耗的情况下，不影响滤波器抑制高频谐波的能力。

本机型采用无源阻尼一般双闭环控制，外环为电网电流控制（一般为PID或PI控制），内环为滤波电容电流控制（PI或P控制），电网电压前馈可加入控制 。 控制框图如下：

单相LCL并网控制

三相LCL并网控制

模拟模型

1、单相LCL并网

单相并网总体模型如图所示，主电路直流侧电压为400V逆变器仿真，交流电网电压为220V，L1=2e-3H，R1=0.1Ω，L2=1e-3H， R2=0.1Ω，C1=2e-6。

整体仿真模型

控制采用电网电压前馈的双闭环控制。 控制过程中，0.3s参考波的给定值发生变化逆变器仿真，验证模型控制的跟踪性。

控制部分

仿真波形

参考电流和实际电流

并网电流、并网电压

2、并网的三相LCL

三相LCL并网整体模型如下，其中直流电压为800V，电网电压为380V，LCL结构L1=900e-6H，L2=350e-6H，C=10e-6。

整体模型

控制依然采用经典的双闭环控制，外环直接分别设置电流解耦后dq轴的参考电流值。

拼箱控制

拼箱控制

仿真波形

(1)id的给定值为50，0.3s后变为100，iq的给定值为0

id, iq 实际值

电网电压、电网电流

电网电压、并网电流（A相）

主动的，被动的

(2)id的给定值为100，iq的给定值为20

id, iq 实际值

主动的，被动的

通过仿真波形表明，模型整体控制效果良好，能够很好地跟踪给定值的变化，模型运行良好。