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第32卷第7期合肥工业大学学报(自然科学版)Vo1．32No．7

2009年7月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJu1．2009

具有LCL滤波器的网侧变流器多环控制

张兴，邵文昌，杨淑英，谢震，曹仁贤

(1．合肥工业大学电气与自动化212程学院，安徽合肥230009；2．合肥阳光电源有限公司，安徽合肥230088)

摘要：文章提出了风力发电应用中具有LCL滤波器的网侧变流器的一种多环控制结构，该结构采用电压外

环外加3个逐层利用的电流内环，实现稳定的直流电压以及电流的前馈解耦和单位功率因数控制；使用基于

复功率理论的电压估计方法简化了电容电压的估计，免去了使用电容电压传感器；该方法在Matlab／Simulink

仿真环境中实现并得以验证。

关键词：LCL滤波器；风力发电；变流器；多环控制

中图分类号：TM48文献标识码：A文章编号：1003—5060(2009)07—0972—05

MultiloopcontrolschemeofgridsideconverterwithLCL—filter

ZHANGXing。SHAOWen-chang，YANGShu—ying，XIEZhen，CAORen-xian。

(1．SchoolofElectricEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．HefeiSungrowPowerSup—

plyCo．，Ltd，Hefei230088，China)

Abstract：ThepaperproposesamuhiloopcontrolschemeforthegridsideconverterwithLCL-filter

usedinwindpowergeneration．Withinthisscheme，threecascadedinnercurrentloopsalongwithan

outervoltageloopareusedtoachievestabledc-linkvoltageandcurrentsdecouplingandfeedforward

aswel1astheunitypowerfactorcontrol，andthecapacitorvoltageestimationisperformedbasedon

thecomplexpowertheory，resultinginasimplifiedestimationprocedureandtheomissionofthe

transducersforthecapacitorvoltagemeasurement．UndertheMatlab／Simulinkenvironment，thepro—

posedschemeisprogrammed，simulatedandverified．

Keywords：LCL-filter；windpowergeneration；converter；multiloopcontrol

开关谐波，若单使用L型滤波器，需要使用的电

0引言

感值较大且相应的滤波器体积也较大，成本昂贵。

风力发电作为一种有效的可再生能源利用形因此，鉴于滤波效果较好且使用的电感值也较小

式，近年来越来越受到关注¨1]。然而相关国际标的优点，LCL滤波器在Mw级风机并网变流器

准规定风力发电变流器输出的并网电流波形总谐中得到广泛使用。然而LCL滤波器对系统引入

波畸变率(THD)应小于5，为了使风力发电网了一个谐振频率点，如果没有适当的阻尼，PWM

侧变流器输出的并网电流满足例如IEEE519等变流器输出电压的谐波分量会导致系统振荡甚至

相关国际标准，对风力发电并网变流器的拓扑结