[發明專利]無交流電壓傳感器并網逆變器的直接功率控制方法

無效

• 申請號: 201010109338.2
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101771361A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 吳鳳江;趙克;孫力;王有琨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種無交流電壓傳感器并網逆變器的直接功率控制方法，屬于電能變換領域。

背景技術

并網逆變器作為可再生能源發電系統的關鍵組成部分，其控制性能直接影響并網電能質量和并網效率?，F有并網逆變控制策略中，大多采用直接電流控制或電壓定向矢量控制等。直接電流控制存在抗電網擾動能力差的問題，電壓定向矢量控制則需要大量的旋轉坐標變換等控制算法，實現系統復雜，對處理器的性能有較高要求。尤其是，目前采用電壓定向矢量控制的逆變器均采用交流電壓傳感器來檢測電壓的同步相位角，這雖然能使系統以較高的功率因數運行，但是卻使系統體積增大，而且一旦交流電壓傳感器失效，則造成整個系統逆變失敗。直接功率控制(DPC)策略以系統輸出功率作為被控量，無需電流環，同時由于有功和無功功率的天然解耦性質，避免了坐標變換等復雜算法，它的控制手段更加直接，使得系統具有更高的可靠性。而基于虛擬磁鏈的直接功率控制(VF-DPC)方法通過引入虛擬磁鏈的概念來計算瞬時功率，在省去交流電壓傳感器的同時，無需計算逆變電流的微分，避免了外部高頻干擾的引入；同時方法中積分環節的引入還具有抑制電壓、電流諧波干擾的優點。但是傳統虛擬磁鏈觀測方法中使用的不定積分環節，在啟動時需要知道虛擬磁鏈的初值，該值若選取不當會使觀測結果產生直流漂移，并且虛擬磁鏈初值的選取不能依賴于電網電壓直接獲得，因此不能直接應用于工程實際。目前對傳統虛擬磁鏈觀測方法的改進采用了慣性環節來取代純積分，它無需知道虛擬磁鏈的初值，但它最終的觀測結果只是一個近似值，用于直接功率控制時，會產生瞬時功率計算偏差，這會使系統動態性能變壞，逆變效率下降，嚴重的會使電壓、電流相位產生大幅偏離，導致系統無法正常工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種無交流電壓傳感器并網逆變器的直接功率控制方法，它解決了現有方法由于網側電壓矢量的虛擬磁鏈觀測器中的積分器初始值選取不當，而造成的并網逆變器無法正常工作的問題。

本發明的控制方法為：

一、將濾波器連接于并網逆變器的輸出端對輸出電流進行濾波，將并網逆變器輸出端的三相電流值進行三相-兩相坐標變換，得到并網逆變器輸出端的三相電流值在兩相靜止坐標系下的分量i_α和i_β；在并網逆變器的輸入端并聯直流電容，將并網逆變器的控制電壓給定值在兩相靜止坐標系下的分量u_sα^*和u_sβ^*分別與直流電容兩端的電壓U_dc相乘，得到當前并網逆變器的逆變電壓值在兩相靜止坐標系下的分量u_sα和u_sβ；

二、將一中得到的當前并網逆變器的逆變電壓值在兩相靜止坐標系下的分量u_sα和u_sβ分別通過一個帶有積分限幅反饋環節的積分器進行積分處理，分別獲得積分結果為ψ_uα和ψ_uβ，通過公式ψα=ψuα+Liαψβ=ψuβ+Liβ]]>計算得出網側電壓的虛擬磁鏈在兩相靜止坐標系下的分量ψ_α和ψ_β，式中L為濾波器的電感值；