[發明專利]非線性負載下并聯逆變器諧波功率均分控制方法

有效

• 申請號: 201810373429.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108683216B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 任碧瑩;孫凱歌;孫向東;李寧
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 張倩

1.非線性負載下并聯逆變器諧波功率均分控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采樣逆變器x的輸出電壓u_{o_x}，橋臂電感電流i_{L_x}和輸出電流i_{o_x}，其中x表示逆變器編號，且x∈[1,n]，而n表示逆變器臺數，且n≥2；

步驟2，根據平均功率計算方法計算得到逆變器x的平均有功功率P_x和平均無功功率Q_x；

步驟3，采用下垂控制器對平均有功功率P_x和平均無功功率Q_x進行處理，得到逆變器x的輸出電壓參考值u_{ref_x}；

步驟4，根據基波電流提取方法提取出逆變器x輸出電流i_{o_x}中的基波電流分量

步驟5，將逆變器x的輸出電流i_{o_x}與輸出電流i_{o_x}中的基波電流分量作差得到逆變器x的總諧波電流分量并計算出逆變器x總諧波電流分量的有效值根據自調整虛擬諧波阻抗算法構造自調整虛擬諧波阻抗即建立起逆變器x的自調整虛擬諧波阻抗與其輸出總諧波電流有效值的反下垂關系，并將其與總諧波電流作乘得到自調整虛擬諧波阻抗上的壓降

步驟6，將步驟3中的逆變器x輸出電壓參考值u_{ref_x}與步驟5中的逆變器x自調整虛擬諧波阻抗上的壓降作差，得到逆變器x輸出電壓閉環指令u_{ref_vir_x}；

步驟7，將輸出電壓閉環指令u_{ref_vir_x}與逆變器x的輸出電壓u_{o_x}作差，該差值經過電壓調節器得到逆變器x的電感電流指令i_{L_ref_x}；

步驟8，將電感電流指令i_{L_ref_x}與逆變器x的橋臂電感電流i_{L_x}作差，該差值經過電流調節器得到調制信號u_x；

步驟9，調制信號u_x經過驅動及保護電路，驅動H橋逆變電路S₁-S₄四個功率開關管的通斷，從而均分諧波功率。

2.根據權利要求1所述的非線性負載下并聯逆變器諧波功率均分控制方法，其特征在于，所述步驟2中采用傳統乘積法、虛擬正交矢量計算法或積分平均法進行平均功率計算。

3.根據權利要求1所述的非線性負載下并聯逆變器諧波功率均分控制方法，其特征在于，所述步驟4中采用快速傅里葉分解法FFT、窄帶濾波器選頻法、i_p-i_q法、復合二階廣義積分法或基于d-q變換的方法對逆變器x輸出電流i_{o_x}中的基波電流分量進行提取。

4.根據權利要求1所述的非線性負載下并聯逆變器諧波功率均分控制方法，其特征在于，所述步驟7中電壓調節器采用比例積分調節器、無差拍控制調節器、比例諧振調節器或重復控制調節器。

5.根據權利要求1所述的非線性負載下并聯逆變器諧波功率均分控制方法，其特征在于，所述步驟8中電流調節器采用無差拍控制調節器、預測電流調節器或比例調節器。

6.根據權利要求1所述的非線性負載下并聯逆變器諧波功率均分控制方法，其特征在于，所述步驟5按照以下步驟：

步驟5.1，將逆變器x輸出電流i_{o_x}與其基波電流分量作差，得到逆變器x的總諧波電流分量并計算出逆變器x總諧波電流分量的有效值

步驟5.2，根據自調整虛擬諧波阻抗算法構造自調整虛擬諧波阻抗建立起逆變器x的自調整虛擬諧波阻抗與其輸出總諧波電流有效值的反下垂關系；

步驟5.3，將逆變器x總諧波電流與其自調整虛擬諧波阻抗作乘，得到逆變器x自調整虛擬諧波阻抗上的壓降其計算公式為：

7.根據權利要求6所述的非線性負載下并聯逆變器諧波功率均分控制方法，其特征在于，所述步驟5.2中逆變器x的自調整虛擬諧波阻抗的求取方法為：

A，將逆變器x的總諧波電流分量有效值與虛擬諧波阻抗下垂系數k^h作乘，得

其中，虛擬諧波阻抗下垂系數k^h的設計遵循以下設計準則：

1)各并聯逆變器容量相同時，k^h取值相同，即滿足：

且k^h＞0；

2)各并聯逆變器容量不同時，k^h取值滿足：

且k^h＞0

其中，S_x為逆變器x的額定容量；

B，用逆變器x的預置虛擬諧波阻抗值加上作乘后的結果得自調整虛擬諧波阻抗算法公式為：

其中，為逆變器x的預置虛擬諧波阻抗值，設為0。