[發(fā)明專利]基于有源電力濾波器的Z源逆變器并網控制方法

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• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107221931A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 楊旭紅;楊峰峰;吳斌;孫克帥;尹聰聰;張云飛
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/38
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種基于有源電力濾波器的Z源逆變器并網控制方法，直流電壓源V_dc并聯(lián)在Z源逆變器上，Z源逆變器輸出經過線路電感L_i接電網和負載，線路電感L_i與電網之間有并聯(lián)型有源電力濾波器APF，其特征在于，并網控制部分包括Z源電容電壓檢測變送器、網側電流檢測變送器、網側三相電壓檢測變送器、三相電網電壓鎖相環(huán)、單相電網電壓鎖相環(huán)、低通濾波器，將網側電壓由三相靜止坐標系轉換到兩相旋轉坐標系的第一模塊，將網側電流由三相靜止坐標系轉換到兩相旋轉的第二模塊，將電壓由兩相旋轉坐標系反變換到三相靜止坐標系的第三模塊，將電流由兩相旋轉坐標系反變換到三相靜止坐標系的第四模塊，PI控制器及兩個用于產生調制驅動信號的SPWM模塊；

Z源逆變器控制方法：

1)電壓檢測變送器采集三相并網電壓u_a、u_b、u_c，將此三相電壓一方面送到三相電壓鎖相環(huán)采集三相并網電壓的并網角度ωt，另一方面將三相電壓和并網角度ωt送到第一模塊，將三相靜止坐標系下的電壓轉換成兩相旋轉坐標系下的電壓u_d、u_q；

2)利用三相電流檢測變送器檢測三相并網電流i_a、i_b、i_c，將此三相電流和并網角度ωt送到第二模塊，將三相靜止坐標系下的電流轉換成兩相旋轉坐標系下的電流i_d、i_q；

3)將得到的兩相旋轉坐標系下的電壓/電流進行解耦，最終得到解耦后的兩相旋轉坐標系下的電壓u_1d、u_1q；

4)將解耦后得到的兩相旋轉坐標系下的電壓送到第三模塊，將兩相旋轉坐標系下的電壓轉換成三相靜止坐標系下的電壓，將此電壓信號送到SPWM調制模塊，得到傳統(tǒng)電壓型逆變器所需的開關信號；

5)利用電容電壓檢測變送器采集Z源阻抗網絡電容的電壓與參考值比較后送到傳統(tǒng)PI控制器，經PI控制器調節(jié)后產生Z源逆變器所需的直通矢量；將傳統(tǒng)開關矢量和直通矢量疊加后得到逆變器總的開關信號，該信號經過驅動電路后控制Z源逆變器中三相逆變器開關管的接通與關斷，進而控制并網逆變器系統(tǒng)入網電流的幅值和相位；

APF控制方法：

(1)利用單相電網電壓檢測變送器檢測到單相電壓u_a，經過單相電網電壓鎖相環(huán)得到A相電壓的并網角度ω₁t；

(2)利用三相電網電流檢測變送器，檢測網側三相并網電流i_a、i_b、i_c，將此三相電流和單相并網角度ω₁t，送到第二模塊，此模塊會將三相靜止坐標系下的電流轉換成兩相旋轉坐標系下的電流i_pf、i_qf；

(3)將步驟(2)中的兩相旋轉坐標系下的電流分別通過低通濾波器LPF，變成電流將電流以及單相并網角度ω₁t，送到第四模塊，將兩相旋轉坐標系下的電流反變換成三相靜止坐標系下的電流i_af、i_bf、i_cf；

(4)將步驟(3)中的三相電流i_af、i_bf、i_cf與三相并網電流i_a、i_b、i_c分別做差得到三相電流中所含的高次諧波電流i_ah、i_bh、i_ch；

(5)將步驟(4)中的高次諧波電流取反后得到有源電力濾波器的調制信號，將此信號送到SPWM調制模塊進行調制，得到APF中逆變器的開關信號，APF產生與電流高次諧波相反的諧波電流對系統(tǒng)進行補償，從而達到濾除諧波的作用。