基于广义积分器二自由度PID控制的LCL变流器

本文提出了一种基于广义积分器的LCL并网逆变器单电流反馈二自由度PID控制策略（Generalized Integrator based Two Degrees of Freedom PID Control Strategy，GI-2DoF-PID），该方法不用增加电压或电流传感器就可实现有源阻尼控制，系统成本低。GI-2DoF-PID的比例积分环节实现并网电流跟踪，而基于广义积分器的微分环节则增强LCL逆变器的阻尼系数，有效抑制系统与电网形成的谐振尖峰，提高系统可靠性与稳定性，改善系统的动态响应速度。本文推导了GI-2DoF-PID电流控制系统的传递函数，分析了系统的稳定裕度与动态特性，提出相应的参数设计原则并选取了合适的控制参数。构建了基于PLECS系统仿真模型，仿真结果表明：GI-2DoF-PID控制的LCL并网逆变器可以有效抑制LCL滤波器谐振；在电网电压严重畸变时的满载并网电流畸变率仅为3%，远低于国家标准的要求；当系统从半载跳变到满载时，系统超调量低，响应速度比其他方法更快。