[發明專利]一種帶電壓補償的并網逆變器直接功率控制方法

在審

• 申請號: 201410438301.2
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104158222A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 余海濤;張笑薇
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

1.一種帶電壓補償的并網逆變器直接功率控制方法，涉及的并網逆變器控制結構包括依次相連的直流電源、升壓電路、逆變橋、濾波器和電網，在升壓電路和逆變橋之間連接有母線電容，母線電容跨接在升壓的電路的兩個輸出端之間；其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)利用電流傳感器檢測網側電流i_L2，利用電壓傳感器檢測電網電動勢e_a,b,c，通過鎖相環PLL計算得到相角θ；

(2)基于網側電流i_L2和電網電動勢e_a,b,c，通過基于內膜的狀態觀測器得到觀察狀態量，包括：觀測橋臂電流觀測直流母線電壓和觀測橋臂電壓

(3)根據觀測橋臂電壓和觀測橋臂電流計算瞬時有功功率p和瞬時無功功率q；

(4)基于觀測直流母線電壓和直流母線電壓給定通過母線電壓補償得到有功功率給定p^*；

(5)對瞬時有功功率p和有功功率給定p^*作差得到有功功率誤差信號e_p＝p^*-p，對瞬時無功功率q和無功功率給定q^*作差得到無功功率誤差信號e_q＝q^*-q；

(6)通過PI調節器對有功功率誤差信號e_p和無功功率誤差信號e_q進行閉環處理，再經過dq/αβ變換并結合相角θ得到電壓控制信號和

(7)通過電壓控制信號和得到逆變橋的SVPWM的控制信號U_i。

2.根據權利要求1所述的帶電壓補償的并網逆變器直接功率控制方法，其特征在于：所述步驟(2)中的基于內膜的狀態觀測器的工作過程包括如下步驟：

(21)選擇直流母線電壓U_dc、電網電動勢e_a,b,c和網側電流i_L2作為狀態量，將電網電動勢e_a,b,c和網側電流i_L2作為輸入量，利用式(1)得到并網逆變器系統離散狀態空間方程：

x(k+1)=Adx(k)+Bdu(k)y(k)=Cd1x(k)+Ddu(k)---(1)]]>

其中：A_d為并網逆變器系統特征矩陣，B_d為并網逆變器系統輸入矩陣，C_d1為并網逆變器系統輸出矩陣，D_d為并網逆變器系統直接傳送矩陣；

x(k)表示狀態量，包括直流母線電壓U_dc、電網電動勢e_a,b,c和網側電流i_L2；

x(k+1)為經過一拍延時的狀態量；

u(k)為并網逆變器系統輸入量，包括電網電動勢e_a,b,c和網側電流i_L2；

y(k)為并網逆變器系統輸出量，包括觀測橋臂電流觀測直流母線電壓和觀測橋臂電壓

(22)根據并網逆變器系統離散狀態空間方程，分別考慮并網逆變器系統特征矩陣變化量△A_d和并網逆變器系統輸入量偏差△u(k)，通過對偶原理，通過式(2)得到基于內膜的狀態觀測器狀態空間方程：

x^(k+1)=A^dx^(k)+B^du′(k)+G(1+φe-1(z))[y(k)-y^(k)]y^(k)=C^d1x^(k)+D^du(k)---(2)]]>

其中：為狀態觀測器特征矩陣，為狀態觀測器輸入矩陣，為狀態觀測器輸出矩陣，為狀態觀測器直接傳送矩陣；

表示觀測狀態量，包括觀測橋臂電流觀測直流母線電壓和觀測橋臂電壓

為經過一拍延時的觀測狀態量；

u'(k)為狀態觀測器輸入量，包括電網電動勢e_a,b,c和網側電流i_L2；

G為狀態觀測器的反饋矩陣；

為狀態觀測器輸出量，包括觀測橋臂電流觀測直流母線電壓和觀測橋臂電壓

為狀態觀測器輸出誤差；

為內模項。