[發明專利]一種應用于三相四線制微網中的逆變器控制方法

有效

• 申請號: 201410678338.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104377715A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 張忠林;王濤;劉闖;蔡國偉;王一旭
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司錦州供電公司;國家電網公司;東北電力大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/24
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所 21225
• 代理人: 李輝

技術領域

本發明屬于DC/AC逆變器控制領域，是一種應用于三相四線制微網中的逆變器控制方法。

背景技術

分布式發電相對于大規模集中式發電，有諸多優勢，具有污染少、可靠性高、能源利用率高、安裝地點靈活等方面優點。與發電機直接并網相比，通過電力電子接口的分布式電源輸出的電壓和頻率由接口逆變器控制策略決定。微網是分布式電源接入配電網的一種新的形式，其能夠實現自我控制、保護和管理，既可以與大電網并網運行，也可以孤島運行。

在三相四線制低壓微網供電系統中，負荷分為三相負荷和單相負荷，其中大部分為單相負荷。由于大量單相負荷的接入，將會導致三相功率不平衡現象的發生。

目前微網的控制方法主要分為主從控制和對等控制，對等控制中包含下垂控制。由于下垂控制能夠自動實現負荷均分而被廣泛采用。同時三相逆變器本體控制通常采用功率解耦控制，即采用電壓外環與電流內環串聯控制。

現有的這些控制方法存在的問題：1.現有的下垂控制是針對三相功率做下垂計算，無法應用于三相功率不平衡系統中；2.基于下垂控制參考命令的電壓外環與電流內環串聯控制的兩個PI控制器參數很難調節；3.控制環采用解耦控制，也不適用于三相功率不平衡系統中；4.沒有考慮負荷變動時的LC振蕩問題。

發明內容

本發明提出了一種應用于三相四線制微網中的逆變器控制方法。利用該控制方法的逆變器能夠運行在三相功率不平衡的三相四線制微網中，具有實現系統電壓動態調節的能力；同時采用并行電流阻尼環來減小因負荷變化引起的振蕩。?

實現上述目的所采用的技術方案是：

1、將V_ref與V₀疊加經過PI調整構成電壓閉環控制，V_ref是由下垂控制產生的電壓參考值，V₀為逆變器輸出電壓；?

2、將輸出交流電壓參考命令V_ref與2/V_dc相乘構成前饋電壓參考值，和電壓閉環控制兩者疊加而成，作為電壓整體控制環，V_dc為直流側電壓；

3、在濾波電感上測量電感電流i_L，經二階帶通濾波器將電感電流i_L中的高頻振蕩分量提取出來，取負后經過PI控制器構成電流阻尼控制環；

4、將電壓整體控制環與電流阻尼控制環產生控制命令疊加后作為正弦脈寬調制(SPWM)的調制比d，使逆變器輸出電壓能夠滿足微網在孤島運行時的要求，同時在負荷發生變化時抑制振蕩。

本發明的有益效果是：

該控制方法中基于下垂控制參考命令的電壓整體控制環可滿足輸出電壓的穩態與動態要求，與電壓環并列運行的電流環可抑制由電感電流中的高頻分量引起的輸出電壓電流高頻振蕩。同時三相四線制微網中逆變器使用該方法進行三相獨立控制，三相四線制電壓源逆變器能夠運行于三相功率不平衡的系統中；能夠保證電壓源逆變器的輸出電壓準確跟蹤微網期望的電壓參考值；提出的電流阻尼控制環能夠提高三相四線制微網在孤島運行方式下的暫態特性，尤其能減小切負荷時刻的電壓電流振蕩。

附圖說明

????圖1為本發明的電壓整體控制環結構圖。

圖2為本發明的電流阻尼控制環結構圖。

圖3為本發明所提出的單相逆變器整體控制結構圖。

圖4為基于本發明的三相四線制逆變器的三相獨立控制系統原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本發明進行進一步詳細說明。

本發明提出一種加入前饋電壓參考值的電壓閉環控制和電流阻尼控制環的并行控制，適用于三相四線制微網接口逆變器進行三相獨立控制。