基于LCL滤波器的并网逆变器电网电压全前馈控制策略研究_lcl逆变器网侧输出电流波形腰间有畸变-优快云博客

电力电子顶刊复现---IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS 对于带有LCL滤波器的并网逆变器，采用电容反馈和注入电流的双回路控制策略可以有效地抑制谐振，但不能减小电网电压谐波引起的电流畸变。传统施加电网电压前反馈的解决方案可以抑制这种电流畸变，但效果并不理想，尤其是在谐波次数较高的情况下。该文提出了一种电网电压全前馈的方案，以抑制电网电压谐波引起的注入电流失真。

在电力电子领域，尤其是并网逆变器的设计中，LCL滤波器是一个常见的组件，用于减少高频噪声和谐波。然而，尽管LCL滤波器在抑制谐振方面表现出色，但它并不能有效减少由电网电压谐波引起的电流畸变。这个问题一直困扰着工程师们，直到最近一篇发表在IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS上的论文提出了一种新的解决方案。

传统的解决方案是通过施加电网电压前反馈来抑制电流畸变。这种方法在一定程度上有效，但在处理高次谐波时效果并不理想。论文中提出的新方案是采用电网电压全前馈，这种方法在理论上可以更有效地抑制电网电压谐波引起的注入电流失真。

让我们来看看这种全前馈方案的核心代码实现：

def full_feedforward_control(grid_voltage, inverter_current):
    harmonic_components = analyze_harmonics(grid_voltage)
    
    # 根据谐波成分调整逆变器输出电流
    adjusted_current = adjust_current(inverter_current, harmonic_components)
    
    return adjusted_current

在这段代码中，analyzeharmonics函数用于分析电网电压的谐波成分，而adjustcurrent函数则根据这些谐波成分来调整逆变器的输出电流。通过这种方式，全前馈控制可以更精确地补偿电网电压谐波，从而减少电流畸变。

接下来，我们来看一下analyze_harmonics函数的实现细节：

def analyze_harmonics(voltage_signal):
    # 使用傅里叶变换分析电压信号的谐波成分
    fft_result = np.fft.fft(voltage_signal)
    frequencies = np.fft.fftfreq(len(voltage_signal))
    
    # 提取主要谐波成分
    harmonic_indices = np.where(np.abs(fft_result) > threshold)
    harmonic_components = fft_result[harmonic_indices]
    
    return harmonic_components

这里，我们使用了快速傅里叶变换（FFT）来分析电压信号的谐波成分。通过设置一个阈值，我们可以提取出主要的谐波成分，这些成分将在后续的电流调整中被考虑。

最后，adjust_current函数的实现如下：

def adjust_current(current_signal, harmonic_components):
    # 根据谐波成分调整电流信号
    for component in harmonic_components:
        current_signal -= component * gain_factor
    
    return current_signal

在这个函数中，我们根据每个谐波成分的幅值和相位来调整电流信号。通过乘以一个增益因子（gain_factor），我们可以精确地补偿电网电压谐波对电流的影响。