[發明專利]三相電壓源型并網逆變器的無沖擊電流并網方法

有效

• 申請號: 201410430914.1
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104218605A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 李永麗;靳偉;張瑋亞;孫廣宇;李小葉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發明屬于電力的發電、變電或配電技術領域。是一種能有效抑制并網逆變器并網沖擊電流的并網方法。

背景技術

近年來以光伏和風力發電為代表的分布式電源作為傳統電源的補充，越來越多的接入電網中。與傳統同步機可以直接供出工頻交流電不同，分布式電源通常不能直接產生工頻交流電，因此大多通過整流或者逆變裝置實現并網和儲存，而逆變器是直流型分布式電源接入電網的最主要接口。

逆變器是將直流電轉變為交流電的裝置，而從直流源的類型來分類，將直流電壓源轉變為交流電輸出的逆變器稱為電壓源型逆變器，而將直流電流源轉變為交流電輸出的逆變器稱為電流源型逆變器。在分布式電源接入中通常使用電壓源型逆變器將直流電壓轉化為工頻的電壓或者電流接入電網。

目前，電壓源逆變器在并網穩態運行中采用控制輸出電流跟蹤網側電壓來輸出特定量的有功功率或者無功功率。這一控制方式并不直接控制逆變器的輸出電壓跟蹤網側的輸出電壓，而是利用實時采樣各相電流值來計算輸出的占空比。由于在逆變器并網之前并沒有輸出電流，因此在開始并網時初始采樣電流為零，逆變器的輸出電壓不能跟蹤網側的電壓故而在并網時候會出現較大的沖擊電流。通常而言這個沖擊電流的數值較大，甚至可能數倍于額定電流，這會對功率器件和其他元件產生嚴重的沖擊。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種可以避免產生嚴重的并網沖擊電流的三相電壓源型并網逆變器并網方法。本發明的技術方案如下：

一種用于三相電壓源型并網逆變器的無沖擊電流并網方法，包括下列步驟：

(1)斷開并網開關；

(2)在三相逆變器并網點電網側采集三相電網相電壓：A相電壓U_A,B相電壓U_B,C相電壓U_C；在并網點逆變器側采集三相逆變器輸出相電壓：A相電壓U_a，B相電壓U_b，C相電壓U_c，在并網點逆變器側采集逆變器輸出的三相電流I_A，I_B，I_C，經過Clarke變換得到α軸電流分量I_α，β軸電流分量I_β；

(3)通過三相鎖相環算法將電網三相電壓矢量定向在同步旋轉坐標系的D軸上，計算得到旋轉坐標系D軸與靜止三相坐標系下A軸的夾角θ；

(4)用θ對從并網點逆變器側采集到的三相逆變器輸出相電壓進行DQ變換，得到逆變器側D軸電壓分量U_d和Q軸電壓分量U_q；利用θ對從并網點電網側采集到的三相電網相電壓進行DQ變換；得到網側D軸電壓分量U_D和Q軸電壓分量U_Q；

(5)設置D軸電壓調節單元，對D軸電壓分量進行控制：利用計算得到的逆變器側D軸電壓分量U_d和電網側D軸電壓分量U_D進行比較，得到電壓差；對電壓差進行比例積分調節，D軸電壓調節單元的輸出為U_dout；設置Q軸電壓調節單元，對Q軸電壓分量進行控制：利用計算得到的逆變器側Q軸電壓分量U_q和電網側Q軸電壓分量U_Q進行比較，得到電壓差；對電壓差進行比例積分調節，Q軸電壓調節單元的輸出為U_qout；

(6)將U_dout和U_qout進行Park反變換，分別得到α軸分量U_αout和β軸分量U_βout；

(7)設置α軸電流調節單元，對α軸電流分量進行控制：設置這一電流調節單元參考值為I_αref；在并網前將U_αout賦值給I_αref作為參考值，與I_α進行比較得到電流差值；對電流差值進行比例諧振調節，得到α軸輸出I_αout；

再設置β軸電流調節單元，對β軸電流分量進行控制：設置這一電流調節單元參考值為I_βref，在并網前將U_βout賦值給I_βref作為參考值與，I_β進行比較得到電流差值；對電流差值進行比例諧振調節，得到β軸輸出I_βout；