一種基于可控虛擬阻抗的逆變器并聯(lián)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于可控虛擬阻抗的逆變器并聯(lián)控制方法，包括：步驟S1：基準(zhǔn)參考頻率ωco和反饋的逆變器電容電壓Vfil經(jīng)過鎖相環(huán)模塊產(chǎn)生參考電壓幅角θi；步驟S2：由參考電壓幅角θi和基準(zhǔn)參考幅值Eco獲得參考電壓Vref；步驟S3：參考電壓Vref減去反饋的逆變器電容電壓Vfil后經(jīng)過PI控制器獲得狀態(tài)量J(s)；步驟S4：狀態(tài)量J(s)減去輸出電流前饋值βIsp后，經(jīng)逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償，再經(jīng)過P控制器得到電流Ip；步驟S5：電流Ip減去輸出電流Isp后，經(jīng)過濾波控制器獲得逆變器電容電壓Vfil；步驟S6：獲得等效虛擬阻抗Z0，根據(jù)公式調(diào)整輸出阻抗的大小，使并聯(lián)的多個(gè)逆變器輸出電流均衡。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使得逆變器的輸出阻抗精確可控，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)系統(tǒng)的逆變器平衡運(yùn)行。
【專利說明】-種基于可控虛擬阻抗的逆變器并聯(lián)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及逆變器并聯(lián)運(yùn)行的一種控制方法，尤其是涉及一種基于可控虛擬阻抗 的逆變器并聯(lián)控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新能源發(fā)電越來越多的應(yīng)用到現(xiàn)代供電系統(tǒng)中，越來越多的分布式逆變器出 現(xiàn)在低壓配電網(wǎng)中，一條交流線路上可能連接幾臺(tái)乃至幾十臺(tái)分布式逆變電源，由于逆變 器內(nèi)部參數(shù)不可能完全相同，逆變器可能運(yùn)行在不平衡狀態(tài)，進(jìn)而使一條交流線路上連接 的一部分逆變器輕載而另一部分逆變器重載，這種情況長期存在會(huì)導(dǎo)致逆變器壽命降低， 因此對(duì)逆變器運(yùn)行進(jìn)行均流控制對(duì)分布式能源發(fā)電至關(guān)重要。目前逆變器并聯(lián)的均流控制 以基于同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的下垂控制為主，這種控制方法認(rèn)為逆變器的輸出有功由等效電壓 源電壓與輸出電壓的相位差決定，逆變器輸出無功由等效輸出電壓源電壓與輸出電壓的幅 值差決定。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)無互連線控制，控制簡單易實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)是有功和無功功率 的耦合會(huì)直接影響控制效果，同時(shí)，由于下垂控制的控制目標(biāo)是參考電壓的幅值和頻率，也 就是說，它是以犧牲逆變器幅值和頻率的精度來實(shí)現(xiàn)均流，這會(huì)影響輸出電壓的電能質(zhì)量。 在傳統(tǒng)下垂的基礎(chǔ)上加入虛擬阻抗可以在不增加硬件投資的基礎(chǔ)上減小環(huán)流及減弱功率 耦合，但純感性的虛擬阻抗會(huì)增大非線性負(fù)載下電壓波形的畸變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于可控虛擬 阻抗的逆變器并聯(lián)控制方法，在傳統(tǒng)逆變器電壓電流雙閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上加入一個(gè)電流補(bǔ) 償環(huán)和一個(gè)電流前饋，使得逆變器的輸出阻抗精確可控，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)系統(tǒng)的逆變器實(shí)現(xiàn)平衡 運(yùn)行。
[0004] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種基于可控虛擬阻抗的逆變器并聯(lián)控制方法，對(duì)串聯(lián)LCL濾波器后并聯(lián)連接一 公共連接點(diǎn)的多個(gè)逆變器進(jìn)行控制，具體包括以下步驟：
[0006] 步驟S1 :基準(zhǔn)參考頻率ω。。和反饋的逆變器電容電壓Vfil經(jīng)過鎖相環(huán)模塊產(chǎn)生參 考電壓幅角Θ i ;
[0007] 步驟S2:由參考電壓幅角Θ，Ρ基準(zhǔn)參考幅值E。。獲得參考電壓VMf，V Mf = Ec〇sin Θ j ；
[0008] 步驟S3 :參考電壓VMf減去反饋的逆變器電容電壓Vfil后經(jīng)過PI控制器獲得狀態(tài) 量J(s),PI控制器的傳遞函數(shù)為： α + €，其中，α為PI控制比例系數(shù)，T為PI控制積分時(shí) 間常數(shù)，s為復(fù)數(shù)參量；
[0009] 步驟S4 :狀態(tài)量J(s)減去輸出電流前饋值β 1$后，經(jīng)逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償， 再經(jīng)過Ρ控制器得到電流Ιρ，Ρ控制器的傳遞函數(shù)為：GPWM，其中，I sp為LCL濾波器的網(wǎng)側(cè)電 感Lsp上的電流，即輸出電流，Ip為LCL濾波器的逆變器側(cè)電感L p上的電流，β為輸出電流 前饋系數(shù)，GPWM為P控制比例系數(shù)；
[0010] 所述的逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償具體為輸入量加上逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償值， 所述的逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償值由逆變器電容電壓v fil經(jīng)過濾波補(bǔ)償器后乘γ來獲得， 濾波補(bǔ)償器的傳遞函數(shù)為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于可控虛擬阻抗的逆變器并聯(lián)控制方法，對(duì)串聯(lián)LCL濾波器后并聯(lián)連接一公 共連接點(diǎn)的多個(gè)逆變器進(jìn)行控制，其特征在于，具體包括以下步驟： 步驟S1 :基準(zhǔn)參考頻率ω。。和反饋的逆變器電容電壓Vfil經(jīng)過鎖相環(huán)模塊產(chǎn)生參考電 壓幅角Θ i ; 步驟S2 :由參考電壓幅角Θ i和基準(zhǔn)參考幅值E。。獲得參考電壓VMf，VMf = EMsin Θ i ; 步驟S3 :參考電壓VMf減去反饋的逆變器電容電壓Vfil后經(jīng)過PI控制器獲得狀態(tài)量 J(s), PI控制器的傳遞函數(shù)為，其中，α為PI控制比例系數(shù)，T為PI控制積分時(shí)間 常數(shù)，s為復(fù)數(shù)參量； 步驟S4 :狀態(tài)量J(s)減去輸出電流前饋值β 1$后，經(jīng)逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償，再經(jīng) 過Ρ控制器得到電流Ιρ，Ρ控制器的傳遞函數(shù)為：GPWM，其中，I sp為LCL濾波器的網(wǎng)側(cè)電感Lsp 上的電流，即輸出電流，Ip為LCL濾波器的逆變器側(cè)電感1^上的電流，β為輸出電流前饋 系數(shù)，G pwmSP控制比例系數(shù)； 步驟S5 :電流Ip減去輸出電流Isp后，經(jīng)過濾波控制器獲得逆變器電容電壓Vfil ; 步驟S6 :獲得等效虛擬阻抗&，表達(dá)式如下：
取Γ?1，ω為逆變器輸出電壓角頻率，則逆變器的輸出阻抗1^的表達(dá)式如下： rt\
(2) 根據(jù)公式（2)調(diào)整逆變器的輸出阻抗的大小，使并聯(lián)的多個(gè)逆變器輸出電流均衡。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可控虛擬阻抗的逆變器并聯(lián)控制方法，其特征在 于，所述的逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償具體為輸入量加上逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償值，所述 的逆變器電容電壓反饋補(bǔ)償值由逆變器電容電壓V fil經(jīng)過濾波補(bǔ)償器后乘γ來獲得，濾波 補(bǔ)償器的傳遞函數(shù)為：，其中，Y為電容電流補(bǔ)償系數(shù)，CF為LCL濾波電容，RF為 阻尼電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可控虛擬阻抗的逆變器并聯(lián)控制方法，其特征在 于，所述的濾波控制器的傳遞函數(shù)為
【文檔編號(hào)】H02M1/12GK104092242SQ201410336327
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】趙晉斌, 劉海先, 沈櫻 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院