国网安徽省电力有限公司六安供电公司安徽省六安市237000
摘要：由于LCL滤波器有诸多优势，因而广泛的应用微电网中，但是此滤波器会产生谐振现象，影响滤波效果。本文是对带LCL滤波器的微电网控制方法的综述，方便更加快捷的了解学术前沿。
关键词：微电网；LCL滤波器；控制
引言：LCL滤波器有诸多优势因而得到广泛的应用，其衰减效果好、成本少、体积小、但是结构复杂、控制困难，因此需要采取合适的控制方法来解决其出现的谐振问题。本文先从无源阻尼控制出发，分别分析了带LCL滤波器的微电网单逆变器和多逆变器的谐振抑制，分析综述各种控制策略的优缺点。
1研究的背景与意义
微电网中形形色色的微电源，它们都有各自的适用场合，会受到天气或海拔等自然因素的影响，具有复杂多变性。若频繁启动或停止，就会引起频率的不稳定，这都会给微电网系统带来杂波等不利因素；而逆变器本身就是一个谐波源，其自身也会产生相应的谐波，这样也会给用户侧的电压和频率造成较大的影响，近年来微电网的渗透率越来越大，这将对配电网的长期稳定运行十分不利。除此之外，微电网中的负荷也具有波动不确定性，其对电能质量的要求也随之更加严格。
一般地，在逆变器输出侧的电流中会带有杂波，这不利于系统的稳定运行，这时都会在其输出侧接一个滤波装置，相比于L和LC型滤波器，在相同的谐波标准下，LCL滤波器可以降低总的电感值，尤其是在大中功率场合应用越来越广泛。但是LCL滤波器容易引起谐振尖峰，并且在多逆变器并联的场合还会导致环流问题，在复杂环境下，环流和谐振现象往往同时存在，其会受到控制参数、滤波器参数等各种因素的影响，使得控制更加复杂，因此，有必要研究出性能更好的LCL滤波器控制策略，以期望得到更加优质的并网电流。
2LCL滤波器的无源阻尼控制
逆变器大多通过滤波器、线路并网，LCL滤波器相较于L滤波器有诸多优点，如可以减少器件的体积、节约成本、高频段的谐波抑制效果更好等等，但是其却存在严重的谐振问题，针对这一现象，可以采取有源或者无源阻尼控制方法。无源阻尼主要是将电阻与滤波电容进行串联或是并联（其中串联用的更多），这种方法操作方便，但是却会增加系统额外的功率损耗，使得系统的效率下降。有源阻尼主要是通过增加系统的反馈环节来达到谐振抑制的目的，这种方法容易受到反馈系数和控制参数的影响，需要选择合适的参数达到更好的谐振抑制，相较于无源阻尼控制方法，这种方法没有功率损耗，效率高，适合于现如今绿色低碳环保的要求。
3带LCL滤波器的微电网单逆变器谐振抑制策略
针对LCL滤波器的谐振抑制，大多采用闭环反馈的有源阻尼控制策略。文献[1]提出了一种基于电流调节器的有源阻尼控制，表明比例电流反馈和微分电压反馈都能抑制谐振，文献[2]提出了一种改进的有源阻尼直流功率控制方法，文献[3]提出了一种并网电流和电容电流的双闭环有源阻尼控制方法，文献[4]提出了一种电压环、功率环和电容电流环的有源阻尼控制策略，文献[5]深入分析了各种有源阻尼抑制方法的机理，验证了谐振峰值的抑制效果与负反馈深度之间的正比例关系。
采用电容电流反馈的控制方法虽然简单，但是却使用了额外的传感器，经济损耗加大。并且电容电流不能反映出网侧电流和微电网的状态等重要信号，而网侧电流又与逆变器的控制效果息息相关，针对这个问题，文献[6]提出了一种逆变侧电流反馈电网电压前馈的控制策略，文献[7]提出了一种全前馈的电网电压解耦控制方法，并应用于离散状态控制器，对于电网阻抗的变化具有较好的鲁棒性，文献[8]提出了一种由比例、微分和二次微分组成的电网电压前馈函数，文献[9]提出了一种入网电流二阶微分的控制策略，然而计算复杂操作不便。因此，需要研究出一种既能节省传感器使用数量又能减少功率损耗的谐振抑制策略。
4带LCL滤波器的微电网多逆变器谐振抑制策略
针对带LCL滤波器的多逆变器的谐振特性抑制，文献[10]依次建立了单逆变器和多逆变器的小信号模型，相较于前者，后者的谐振原因大部分是由于其控制的影响以及载波之间的差异。文献[11]采用频谱分析方法，对并联系统中的LCL滤波器的频谱特性进行了分析，分析了网侧电感取值对谐振频率的影响。文献[12]分析了多逆变器会造成多种谐振频率，并将有源虚拟阻尼控制无缝接入到传统的无差拍控制方法中，解决了暂态和稳态谐振。文献[13]分析了谐振检测方法和高频环流存在的原因，通过控制参数设计使得LCL滤波器具有很好的高频环流抑制能力。从已有的研究成果来看，对于带LCL滤波器的多逆变器并联的谐振分析大部分是基于图解的方法，没有从数学模型的角度进行分析，并且没有将逆变器的控制策略和LCL滤波器的谐振特性相结合来控制[2]。虽然对LCL滤波器的有源阻尼的抑制方法较多，但却很少分析电网等效阻抗对谐振产生的影响，实际中这些因素是不可忽略的，因此在设计LCL滤波器谐振抑制策略时，要将各种因素综合起来进行分析，以实现对LCL滤波器更好的控制。
5总结
综上所述，针对带LCL滤波器的微电网多逆变器并联谐振抑制，研究考虑线路和滤波器阻抗不一致的、采用不同控制方法的逆变器组合，以及鲁棒性较强的功率均分以及谐振的抑制策略，这对于构建大规模微电网有着重要的理论指导价值和现实意义。
参考文献
[1]鲍陈磊,阮新波,王学华,等.基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型并网逆变器闭环参数设计[J].中国电机工程学报,2012,32(25):133-142.
[2]林永朋,基于LCL滤波器的多逆变器并网控制研究[D].北京:华北电力大学,2014.
[3]徐志英,许爱国,谢少军.采用LCL滤波器的并网逆变器双闭环入网电流控制技术[J].中国电机工程学报,2009,29(27):36-41.
[4]彭双剑,罗安,荣飞,等.LCL滤波器的单相光伏并网控制策略[J].中国电机工程学报,2011,31(21):17-24.
[5]许津铭,谢少军,肖华锋.LCL滤波器有源阻尼控制机制研究[J].中国电机工程学报,2012,32(9):27-33.
[6]吴云亚,谢少军,阚加荣,等.逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器电网电压前馈控制策略[J].中国电机工程学报,2013,33(6):54-60.
[7]张阳.微电网SPWM单相并网逆变器控制技术研究[D].辽宁:沈阳工业大学,2014.
[8]李称鑫.微电网中并网逆变器的研究[D].天津:天津理工大学,2014.
[9]陈东,张军明,钱照明.带LCL滤波器的并网逆变器单电流反馈控制策略[J].中国电机工程学报,2013,33(9):10-16.
[10]张兴,余畅舟,刘芳,等.光伏并网多逆变器并联建模及谐振分析[J].中国电机工程学报,2014,34(3):336-345.
[11]陆晓楠,孙凯,黄立培.微电网系统中并联LCL滤波器谐振特性[J].清华大学学报:自然科学版,2013,52(11):1571-1577.
[12]阚加荣,谢少军,刘爱忠.逆变器单元用LCL滤波器的并联系统性能分析[J].电机与控制学报,2010,14(2):90-98.
[13]艾欣,雷之力,崔明勇.微电网谐波谐振的模态检测法研究[J].中国电机工程学报,2009,增刊(29):55-60.