一種快速諧波環(huán)流抑制的多逆變器并聯(lián)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微電網(wǎng)多逆變器并聯(lián)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種快速諧波環(huán)流抑制的 多逆變器并聯(lián)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，人們?cè)絹?lái)越重視新能源的開發(fā)與 利用，新能源作為一種分布廣泛的高效清潔能源，對(duì)傳統(tǒng)能源的替代比率將越來(lái)越大。目 前，新能源發(fā)電被認(rèn)為是世界上最具發(fā)展前景的新能源技術(shù)，各國(guó)家紛紛投入巨額資金進(jìn) 行開發(fā)研宄，并大力拓展其市場(chǎng)應(yīng)用。微電網(wǎng)作為新能源的開發(fā)與利用的一種有效手段，可 以對(duì)分布式電源進(jìn)行高效地利用。
[0003] 微電網(wǎng)運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是多逆變器的并聯(lián)運(yùn)行，而在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)由于控制不 當(dāng)或者線路阻抗不一致，會(huì)在逆變器之間產(chǎn)生環(huán)流，尤其是帶非線性負(fù)荷時(shí)，逆變器之間諧 波環(huán)流會(huì)很大。目前，一般采用虛擬阻抗的方法來(lái)減小環(huán)流，對(duì)基波環(huán)流抑制效果比較好， 但是很難實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波環(huán)流的抑制，甚至?xí)黾幽孀兤鬏敵鲭妷旱幕兟?。因此研宄一種快 速諧波環(huán)流抑制的多逆變器并聯(lián)控制方法意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種快速諧波環(huán)流抑制 的多逆變器并聯(lián)控制方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種快速諧波環(huán)流抑制的多 逆變器并聯(lián)控制方法，適用于微電網(wǎng)多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)；所述微電網(wǎng)多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)包 括多個(gè)并聯(lián)的三相逆變系統(tǒng)；所述三相逆變系統(tǒng)包括依次連接的直流儲(chǔ)能電容、三相逆變 橋、LCL濾波電路；所述三相逆變系統(tǒng)通過(guò)線路阻抗接入微電網(wǎng)交流母線；包括以下步驟：
[0006] 1)在每個(gè)采樣周期的起始點(diǎn)，采樣電路對(duì)逆變器輸出電壓ua、ub、u。，輸出電流i a、 ib、i。進(jìn)行采樣，然后通過(guò)控制器對(duì)采樣得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、存儲(chǔ)；
[0007] 2)控制器將第1步采集得到的逆變器輸出電壓ua實(shí)時(shí)地傳送至數(shù)字鎖相環(huán)（PLL 模塊），計(jì)算得到當(dāng)前相位^、角頻率《。和頻率f ;
[0008] 3)將第1步采集得到的輸出電流ia、ib、i。從abc坐標(biāo)系變換到a 0坐標(biāo)系下， 得到i a、i P，其計(jì)算公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速諧波環(huán)流抑制的多逆變器并聯(lián)控制方法，適用于微電網(wǎng)多逆變器并聯(lián)系 統(tǒng)；所述微電網(wǎng)多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)包括多個(gè)并聯(lián)的三相逆變系統(tǒng)；所述三相逆變系統(tǒng)包括 依次連接的直流儲(chǔ)能電容、三相逆變橋、LCL濾波電路；所述三相逆變系統(tǒng)通過(guò)線路阻抗接 入微電網(wǎng)交流母線；其特征在于，包括以下步驟： 1) 在每個(gè)采樣周期的起始點(diǎn)，對(duì)三相逆變系統(tǒng)輸出電壓ua、ub、u。，輸出電流ia、i b、i。進(jìn) 行米樣； 2) 將所述三相逆變系統(tǒng)輸出電壓Ua傳送至數(shù)字鎖相環(huán)，計(jì)算得到當(dāng)前相位P、角頻率 ?。和頻率€;將所述三相逆變系統(tǒng)輸出電壓 113、11)3、11。從此(3坐標(biāo)系變換到（1|3坐標(biāo)系下， 得到α β坐標(biāo)系下的電壓Ua、Up;將三相逆變系統(tǒng)輸出電流ia、ib、i。從abc坐標(biāo)系變換 到α β坐標(biāo)系下，得到α β坐標(biāo)系下的電流ia、ip; 3) 將α β坐標(biāo)系下的電流ia、i/變換到旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流 ip、iq; 4) 將電流ip、iq通過(guò)低通濾波器后，得到直流分量f、I; 5) 將直流分量變換到α β坐標(biāo)系下，得到直流分量電流t、&; 6) 用電流ia、ip減去直流分量電流z'a、&，得到α β坐標(biāo)系下的交流分量z'a、& ; 7) 利用電流i a、i ρ，電壓ua、Up計(jì)算三相逆變系統(tǒng)的瞬時(shí)有功功率p和無(wú)功功率q :
8) 利用瞬時(shí)有功功率p和無(wú)功功率q計(jì)算平均有功功率P和無(wú)功功率Q :
其中k為當(dāng)前采樣次數(shù)；N為一個(gè)電網(wǎng)周期里的總采樣點(diǎn)數(shù)；p(k)為第k次采樣的瞬時(shí) 有功功率；q(k)為第k次采樣的瞬時(shí)無(wú)功功率;P (k)為第k次采樣的平均有功功率；Q(k) 第k次采樣的平均無(wú)功功率； 9) 利用所述平均有功功率P和無(wú)功功率Q，通過(guò)功率下垂控制計(jì)算得到參考電壓幅值 E和角頻率ω :
其中E' ω?分別代表三相逆變系統(tǒng)的額定輸出電壓幅值和額定輸出角頻率，m、n分別 為有功和無(wú)功的下垂系數(shù)； 10) 利用參考電壓幅值E、角頻率ω和相位P進(jìn)行三相電壓合成，得到三相參考電壓 * * * We、心、wc; 11) 將合成得到的三相參考電壓W!、W〗、w￡t變換到α β坐標(biāo)系下，得到α β坐標(biāo)系 下的參考電壓<、 12) 將α β坐標(biāo)系下的電流ia、ip乘以虛擬電阻，再疊加到參考電壓〃,]、上，得到 準(zhǔn)諧振PR控制電壓外環(huán)的電壓參考值通過(guò)準(zhǔn)諧振PR控制之后得到電流內(nèi)環(huán)的 參考電流C、 13) 將α β坐標(biāo)系下的交流分量Za、&相位取反，疊加到電流內(nèi)環(huán)的參考電流ζ、$ 上，得到參考電流 Ζ'Γ、f ; 14) 將參考電流f、f變換到abc坐標(biāo)系下，得到電流無(wú)差拍控制的參考電流 /f、f，經(jīng)過(guò)無(wú)差拍控制得到三相逆變橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比Da、Db、D。，將占空比Da、 Db、D。傳送至驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)三相逆變系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速諧波環(huán)流抑制的多逆變器并聯(lián)控制方法，其特征在于， 所述步驟2)中，α β坐標(biāo)系下的電流ia、ie以及α β坐標(biāo)系下的電壓u a、Ufi計(jì)算公式 分別為：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速諧波環(huán)流抑制的多逆變器并聯(lián)控制方法，其特征在于， 所述步驟3)中，旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流ip、i,計(jì)算公式為：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速諧波環(huán)流抑制的多逆變器并聯(lián)控制方法，其特征在于， 所述步驟5)中，直流分量電流f、&計(jì)算公式為：
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速諧波環(huán)流抑制的多逆變器并聯(lián)控制方法，其特征在于， 所述步驟8)中，N的計(jì)算公式為：N = round( Af);其中λ為相關(guān)系數(shù)，λ的取值為采樣 頻率與電網(wǎng)頻率的比值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速諧波環(huán)流抑制的多逆變器并聯(lián)控制方法，通過(guò)ip-iq算法得到逆變器輸出電流的諧波電流，將其反相位后疊加到電壓外環(huán)輸出，得到電流內(nèi)環(huán)的指令，從而高效、快速地抑制逆變器輸出電流的諧波環(huán)流，實(shí)現(xiàn)了多逆變器并聯(lián)的諧波環(huán)流抑制。本發(fā)明還提出了一種“變窗口”滑動(dòng)平均功率的計(jì)算方法來(lái)改善平均功率的計(jì)算，減少了傳統(tǒng)的定周期計(jì)算引入的偏差，提高了平均功率計(jì)算的準(zhǔn)確性；滑動(dòng)平均計(jì)算的提出，使得在每個(gè)采樣周期里都能計(jì)算一次平均功率，從而大大提高了功率計(jì)算的實(shí)時(shí)性，使得功率下垂控制能夠更好地實(shí)現(xiàn)功率均分，進(jìn)一步降低諧波環(huán)流。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于微電網(wǎng)多逆變器并聯(lián)控制系統(tǒng)中，尤其適合帶非線性負(fù)載運(yùn)行的微電網(wǎng)。
【IPC分類】H02J3-01, H02J3-38
【公開號(hào)】CN104659813
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510057802
【發(fā)明人】羅安, 周小平, 陳燕東, 周樂(lè)明, 李鳴慎, 匡慧敏, 伍文華, 楊苓, 懷坤山
【申請(qǐng)人】湖南大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日