[發明專利]基于改進的比例準諧振控制的并網逆變器控制方法

在審

• 申請號: 201810546407.2
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108712095A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 趙劍鋒;陳心桐;曹武;劉康禮;龔莉莉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于改進的比例準諧振控制的并網逆變器控制方法，包括：將指令信號與逆變器實際輸出電流的差值作為基頻準諧振控制器的輸入信號，將控制器輸出信號作為比例控制器和高頻準諧振控制器的輸入信號，將高次準諧振控制器和比例控制器的輸出信號相加后與基頻準諧振控制器的輸出信號相減，得到總輸出信號用于控制變流器的驅動信號的調制波。本發明將實際輸出信號直接作為比例環節的輸入，提高了控制器的動態響應速度；增加了高頻準諧振環節以抑制指令信號中的高次諧波干擾，提高了對基波信號的提取能力，具有良好的抗干擾能力，有利于各種以交流量為指令信號的并網逆變器閉環控制的優化設計，具有很好的可行性和實用價值。

技術領域

本發明涉及電力電子技術在電力系統中的應用技術領域，尤其涉及基于改進的比例準諧振控制的并網逆變器控制方法。

背景技術

隨著分布式能源發展規模的不斷壯大，并網逆變器的在電力系統中的應用日趨廣泛，高性能、高效率的并網逆變器逐漸成為國內外學者的研究熱點。目前工程上采用的并網逆變器的電流控制方法主要有比例積分控制、重復控制、比例諧振控制等。比例積分控制工程應用是最為廣泛的一種控制方法，其參數設計簡單、對直流量可以實現零靜差跟蹤，但對于正弦信號只能實現有差控制；重復控制通過建立內部模型獲得抑制擾動的指令信號，但動態響應性較差，跟蹤精度不高。比例諧振控制在兩相靜止坐標系下對預先設定的一定頻率的交流信號進行積分放大，實現了對交流量的零穩態誤差跟蹤，但對頻率變換非常敏感，并且對指令信號中的非諧振點信號抑制能力不足，導致輸出信號中帶有大量擾動信號。

因此，亟需一種具有更好的無靜差跟蹤控制能力和控制效果，且在工程上易于實現的控制方法。

發明內容

發明目的：針對現有控制技術中存在的不足之處，本發明提出一種基于改進的比例準諧振控制的并網逆變器控制方法，該方法具有更好的無靜差跟蹤控制能力，良好的動態控制效果和抗干擾能力，對并網逆變器的電流控制器設計優化具有指導意義。

技術方案：基于改進的比例準諧振控制的并網逆變器控制方法，包括以下步驟：

(1)將指令信號i_ref與實際入網電流信號i的差值作為基頻準諧振控制器的輸入信號，其中s為復頻域算子，ω₀為50Hz基頻信號角頻率，ω_c為決定控制器帶寬的截止頻率，K_r為諧振系數；

(2)將實際入網電流信號i作為比例控制器G_P(s)＝K_p和高頻準諧振控制器的輸入信號，其中K_p為比例系數，s為復頻域算子，ω₀為50Hz基頻信號角頻率，ω_c為決定控制器帶寬的截止頻率，K_r為諧振系數，n為所需過濾的3-50之間的整數倍諧波次數；

(3)將高頻準諧振控制器和比例控制器的輸出信號相加后與基頻準諧振控制器的輸出信號相減，得到總輸出信號作為生成逆變器驅動信號的調制波。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)與純諧振控制相比，準諧振控制在傳遞函數中增加了一對極點，在保證諧振點處控制器有足夠的幅值增益的基礎上改善了諧振點附近的截止頻率，增大了增益區的帶寬，使得控制器對電網頻率偏移的適應能力得到增強；

(2)與傳統準比例諧振控制相比，不再將指令信號和實際輸出信號的差值作為比例環節的輸入，而改為將實際輸出信號直接作為比例環節的輸入，提高了控制器的動態響應速度；

(3)增加了多路高次諧波準諧振控制，對于指令信號中存在的諧波含量可以有效進行過濾，實現基波指令信號的準確跟蹤。

附圖說明

圖1為本發明的基于改進的比例準諧振控制環節控制框圖；