[發明專利]基于超級電容儲能的電壓源型逆變器多并聯均流控制方法

有效

• 申請號: 201711106786.5
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107959411B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 任磊
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M7/5387
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 程昊

1.一種基于超級電容儲能的電壓源型逆變器多并聯均流控制方法，其特征在于它包括以下步驟：

(1)基于逆變器瞬時輸出電壓V_O-n的均方根值的閉環控制：

①將逆變器輸出電壓目標值的均方根值V_RMS、幅值V_A和相位ω作為目標給定值；

②設定電壓閉環控制的輸入，即步驟①中設定目標值，且為電壓均方根值V_RMS，對逆變器輸出的瞬時輸出電壓V_O-n取均方根值，并將該均方根值作為電壓閉環控制輸出的反饋值與給定的電壓均方根值V_RMS做差，得到ΔV；

③將上述步驟得到的ΔV進行比例積分運算得到控制器的控制值V_PI，即：

其中K_P為比例系數，T_I為積分系數；

④將步驟③得到的控制值V_PI與步驟①中的電壓目標給定值的幅值V_A相加，并與逆變器輸出的目標值中相位ω的正弦量sin(ωt)相乘，得到m1：

m1＝(V_PI+V_A)×sin(ωt)，

(2)基于電流前饋和電壓前饋控制的逆變器多并聯環流抑制控制及超級電容能量均衡控制：

①控制器采集各個逆變器的輸出電流I_L-n，求出全部逆變器的輸出電流平均值以及該平均值與本地逆變器輸出電流I_L-n的差值，將該差值作為逆變器多并聯環流抑制控制的本地逆變器電流前饋值I_F-n，即：

當逆變器模塊N輸出電流較大而導致逆變器之間產生環流時，會導致I_L-n大于所有并聯逆變器輸出電流平均值，使得基于公式(1)計算的I_F-n為負數；通過電壓閉環的作用則會進一步導致逆變器模塊N輸出電流降低，從而實現環流抑制功能；

②控制器采集超級電容模塊的電壓V_DC-n，求出全部超級電容模塊的電壓平均值以及本地超級電容電壓與該平均值的差值，將該差值作為超級電容能量均衡電壓前饋直流量V_F-n，即：

③將步驟②得到的V_F-n進行比例積分運算，并與給定逆變器輸出的目標值中相位ω的正弦量sin(ωr)相乘，得到超級電容能量均衡電壓前饋交流量V_AF-n，即：

當超級電容模塊N容量偏低而導致超級電容電壓下降較快時，則基于公式(2)計算的V_F-n由于V_DC-n小于所有超級電容模塊電壓平均值而變為負數，通過電壓閉環的作用會進一步導致逆變器模塊N的輸出電流降低，從而降低了逆變器模塊對應超級電容模塊的輸出功率，實現了能量均衡功能；

④將步驟(1)最后得到的結果m1，與步驟(2)中的步驟①得到的電流前饋值I_F-n以及步驟②得到的超級電容電壓交流量前饋值V_AF-n相加，最后可以得到電壓閉環控制的最終控制值m2，記作：

m2＝m1+I_F-n+V_AF-n，

(3)步驟(2)得到的控制值m2經過載波調制后作用在逆變器上，由逆變器輸出PWM脈寬調制電壓波形，該電壓作為被控對象LC濾波器的輸入，LC濾波器的輸出即為電壓閉環的瞬時輸出電壓V_O-n，即可實現逆變器并聯的環流抑制功能。

2.根據權利要求1所述一種基于超級電容儲能的電壓源型逆變器多并聯均流控制方法，其特征在于所述步驟(1)中步驟②中的逆變器輸出的瞬時輸出電壓V_O-n是逆變器的LC濾波器的電壓。