An Output Impedance Phase Frequency-segmented Compensation Method for Single-phase LCL-type Grid-connected Inverters

LI Shengqing; ZHAO Mengdi; ZHOU Zhifei; JIANG Xinglong; ZENG Jinhui

doi:10.20204/j.sp.2025.09003

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An Output Impedance Phase Frequency-segmented Compensation Method for Single-phase LCL-type Grid-connected Inverters

更新时间：2025-12-16

- An Output Impedance Phase Frequency-segmented Compensation Method for Single-phase LCL-type Grid-connected Inverters
- Vol. 53, Issue 9, Pages: 19-27(2025)
- 作者机构：
  
  1. 湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南,株洲,412007
  2. 湖南信息学院电子科学与工程学院,湖南,长沙,410151
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.09003
  CLC：
- Published：2025
- 稿件说明：
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李圣清,赵梦娣,周志飞,蒋兴龙,曾进辉.基于单相LCL型并网逆变器的输出阻抗相位分频段补偿方法[J].智慧电力,2025,53(9):19-27.

LI Shengqing, ZHAO Mengdi, ZHOU Zhifei, et al. An Output Impedance Phase Frequency-segmented Compensation Method for Single-phase LCL-type Grid-connected Inverters[J]. 2025, 53(9): 19-27.
李圣清,赵梦娣,周志飞,蒋兴龙,曾进辉.基于单相LCL型并网逆变器的输出阻抗相位分频段补偿方法[J].智慧电力,2025,53(9):19-27. DOI： 10.20204/j.sp.2025.09003.

LI Shengqing, ZHAO Mengdi, ZHOU Zhifei, et al. An Output Impedance Phase Frequency-segmented Compensation Method for Single-phase LCL-type Grid-connected Inverters[J]. 2025, 53(9): 19-27. DOI： 10.20204/j.sp.2025.09003.

摘要

针对电网电压前馈导致的单相并网逆变器输出阻抗相位滞后问题，提出一种基于单相LCL型并网逆变器的输出阻抗相位分频段补偿方法。该方法通过在电网电压前馈通道中串联一个一阶高通滤波器和一个一阶低通滤波器，改善并网逆变器输出阻抗的幅频和相频特性。通过降低低频段延迟系数，提升逆变器输出阻抗在中低频段的增益和相位裕度；同时增大高频段延迟系数，以增强输出阻抗在高频段的无源性。仿真与实验结果表明，所提方法能够有效提升光伏并网系统输出阻抗的相位，从而保证并网系统稳定运行。

Abstract

To address the phase lag issue of output impedance in single-phase grid-connected inverters caused by grid voltage feedforward， this paper proposes an output impedance phase frequency-segmented compensation method based on a single-phase LCL-type grid-connected inverter. The method improves the magnitude-frequency and phase-frequency characteristics of the grid-connected inverter’s output impedance by cascading a first-order high-pass filter （HPF） and a first-order low-pass filter （LPF） in the grid voltage feedforward path. Specifically， by reducing the delay coefficient in the low-frequency band， the gain and phase margin of the inverter’s output impedance in the mid-low frequency range are enhanced. Simultaneously， the delay coefficient in the high-frequency band is increased to strengthen the passivity of the output impedance in the high-frequency band range. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed method effectively improves the phase margin of the output impedance in photovoltaic grid-connected systems， thereby ensuring the stable operation of the grid-connected system.

关键词

Keywords

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