[發明專利]一種全逆變器型微電網中同步定頻電流相量的產生方法

有效

• 申請號: 201711205539.0
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107732976B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 趙艷雷;徐丙垠;彭克;劉韓奇;徐化博;穆森
• 申請（專利權）人: 山東理工大學;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40;H02J3/38
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種全逆變器型微電網中同步定頻電流相量的產生方法，其特征是，包括以下過程：

基于GPS衛星授時信號的全局同步定頻電流相量的產生過程：利用GPS衛星授時信號作為全局同步參考信號控制微電網內可調度型分布式電源逆變器輸出頻率固定、相位一致的同步電流相量；

高低限頻的滯環電流比較跟蹤控制過程：根據微電網分布式電源的電流-電壓下垂控制策略生成電流幅值指令，并結合根據全局同步參考信號產生的相位指令得到完整的電流相量參考指令，利用高低限頻的滯環電流比較跟蹤方法通過電流相量參考指令控制逆變器功率器件的通斷使其生成頻率固定、相位一致的同步定頻電流相量；

所述基于GPS衛星授時信號的全局同步定頻電流相量的產生過程包括以下步驟：

可調度型分布式電源逆變器在每個工頻周期同步一次GPS衛星授時信號，分布式電源逆變器依據GPS衛星的1PPS脈沖信號，利用本地控制單元中的DSP控制器和高精度晶振信號產生50Hz的全局同步信號；

GPS衛星的1PPS脈沖信號輸入到DSP控制器的外部中斷1，如果依據本地GPS產生工頻同步信號，每個1PPS脈沖到來，產生外部中斷1，在外部中斷1服務程序中，清零并啟動DSP控制器內部定時計數器，DSP控制器計時至20ms進入定時中斷，在定時中斷服務程序中，把電流相量參考中的相位復零或置成特定相位。

2.如權利要求1所述的一種全逆變器型微電網中同步定頻電流相量的產生方法，其特征是，所述高低限頻的滯環電流比較跟蹤控制過程采用滯環電流比較的電流控制策略來精確快速地跟蹤電流相量參考指令，其具體過程為：在常規滯環比較控制的基礎上，設置可允許的最高開關頻率和最低開關頻率，運行過程中如果實際開關頻率介于高低限制之間，按照固定環寬滯環跟蹤電流參考；如果實際開關頻率高于最高開關頻率或低于最低開關頻率，則根據實際開關頻率和頻率限值的差額極性和差額大小，動態調制滯環環寬，直至實際開關頻率返回高低限制之間。

3.如權利要求1或2所述的一種全逆變器型微電網中同步定頻電流相量的產生方法，其特征是，當GPS衛星授時信號失步時，所述方法在高低限頻的滯環電流比較跟蹤控制過程之前還包括以下過程：

基于后備同步信號的全局同步定頻電流相量的產生過程：利用后備同步信號作為全局同步參考信號控制微電網內可調度型分布式電源逆變器輸出頻率固定、相位一致的同步電流相量。

4.如權利要求3所述的一種全逆變器型微電網中同步定頻電流相量的產生方法，其特征是，所述基于后備同步信號的全局同步定頻電流相量的產生過程包括以下步驟：

當檢測到微電網中有可調度型分布式電源逆變器的GPS信號異常時，按照同步信號選擇判斷邏輯指定的冗余順序，指定一臺可調度型分布式電源逆變器在正常電流相量的基礎上疊加一低頻分量；

當正常電流相量的幅值不低于50％的額定值時，低頻同步分量的幅值按10％的正常電流相量幅值設定；當正常電流相量的幅值低于50％額定值時，低頻同步分量的幅值按5％的額定電流疊加，疊加分量的初始相位與正常電流相量相位相同；

可調度型分布式電源逆變器采用四階有源低通濾波器把可調度型分布式電源逆變器的交流輸出/輸入中25Hz分量提取出來，然后經正負雙向過零比較電路把25Hz的正負向零點檢出，生產50Hz的后備同步信號；

把后備同步信號脈沖輸入到DSP外部中斷2，每一后備同步信號脈沖到來，產生外部中斷2，在外中斷2服務程序中，把電流相量參考中的相位復零或置成特定相位；

每一臺可調度型分布式電源逆變器本地控制單元中的DSP控制器均要實時判斷是否提取到后備同步信號，如果是，則意味著有至少一臺可調度型分布式電源逆變器GPS信號異常并將已有信號的電流相量疊加一低頻分量輸出后備同步分量，可調度型分布式電源逆變器跟蹤此后備同步信號輸出同步電流即可，同時置標志位變量FLAG2＝1，如果否，令FLAG2＝0；進而判斷GPS授時信號是否正常，如果GPS授時信號正常，跟蹤衛星信號輸出同步電流相量即可，同時置標志位變量FLAG3＝1；如果GPS授時信號不正常，本可調度型分布式電源逆變器疊加低頻同步分量，作為微電網內可調度型分布式電源逆變器的全局同步信號，同時令FLAG3＝0。