[發(fā)明專利]一種不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器的過電流保護(hù)功率控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811213422.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109462326B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康龍?jiān)?/a>;程建材;胡畢華;張健彬;羅璇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器的過電流保護(hù)功率控制方法，其特征在于，所述的過電流保護(hù)功率控制方法包括下列步驟：

針對(duì)三電平并網(wǎng)逆變器，在不平衡電網(wǎng)下，計(jì)算出正序和負(fù)序電流峰值，調(diào)節(jié)有功功率和無功功率參考值進(jìn)行過電流保護(hù)，并調(diào)節(jié)功率波動(dòng)；其中，所述的調(diào)節(jié)有功功率和無功功率參考值進(jìn)行過電流保護(hù)的過程如下：

在不平衡電網(wǎng)的靜止兩相坐標(biāo)系αβ下，為了實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，對(duì)有功功率和無功功率二倍頻波動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，引入一個(gè)系數(shù)χ，且0≤χ≤1，設(shè)置有功功率參考值P_refF和無功功率參考值_QrefF為：

其中，P_ref是輸出有功功率的實(shí)際期望值，而輸出無功功率的實(shí)際期望值為0，(e⁺_α，e⁺_β)和(e^-_α，e^-_β)是αβ坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓的正序和負(fù)序分量，E^-和E⁺是負(fù)序和正序電網(wǎng)電壓的峰值，當(dāng)系數(shù)χ＝0時(shí)，完全消除無功功率波動(dòng)；當(dāng)系數(shù)χ＝1時(shí)，完全消除有功功率波動(dòng)；當(dāng)系數(shù)時(shí)，完全消除電網(wǎng)電流中的負(fù)序分量；通過調(diào)整χ的值，對(duì)有功和無功功率波動(dòng)幅度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)功率控制；

在給定有功功率和無功功率的條件下，輸出電流峰值I_F為：

通過調(diào)節(jié)系數(shù)χ以及P_ref的值實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電流峰值；

利用模型預(yù)測(cè)功率控制的目標(biāo)函數(shù)從備選的矢量組合中選擇合適的三個(gè)矢量，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的開關(guān)序列以及占空比對(duì)逆變器的功率開關(guān)器件進(jìn)行控制，其中，所述的備選的矢量組合由三電平逆變器空間電壓矢量圖中每個(gè)小三角形的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矢量構(gòu)成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器的過電流保護(hù)功率控制方法，其特征在于，計(jì)算出輸出電流峰值I_F以后，當(dāng)系數(shù)χ小于[(E⁺)²-(E^-)²]/2(E⁺)²時(shí)，式(B)中絕對(duì)值被忽略消去，式(B)被化簡(jiǎn)為：

當(dāng)以減少不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器無功功率波動(dòng)為控制目標(biāo)時(shí)，

其中，I_N是系數(shù)χ的值為[(E⁺)²-(E^-)²]/2(E⁺)²時(shí)的輸出電流峰值，I_R是系數(shù)χ的值為0時(shí)的輸出電流峰值，I_rated是額定電流；

當(dāng)系數(shù)χ大于[(E⁺)²-(E^-)²]/2(E⁺)²時(shí)，式(B)中絕對(duì)值同樣被忽略消去，式(B)被化簡(jiǎn)為：

當(dāng)以減少不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器有功功率波動(dòng)為控制目標(biāo)時(shí)，

其中，I_A是系數(shù)χ的值為1時(shí)的輸出電流峰值；

當(dāng)P_ref的值過大時(shí)，只利用系數(shù)χ難以調(diào)節(jié)輸出峰值電流I_F在額定電流I_rated以下，由此，對(duì)并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)而言，輸出功率的最大限制值為：

于是，通過調(diào)節(jié)P_ref和系數(shù)χ，實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)功率控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器的過電流保護(hù)功率控制方法，其特征在于，所述的模型預(yù)測(cè)功率控制的目標(biāo)函數(shù)為：

J＝[P_refF-P(k+1)]²+[Q_refF-Q(k+1)]²+λ|u_o(k+1)| (H)

其中，P(k+1)和Q(k+1)分別是k+1時(shí)刻的有功功率和無功功率，u_o(k+1)是k+1時(shí)刻母線電容電壓差，λ為模型預(yù)測(cè)功率控制中實(shí)現(xiàn)三電平逆變器中點(diǎn)電壓平衡的系數(shù)，且λ≤1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器的過電流保護(hù)功率控制方法，其特征在于，計(jì)算所述的有功功率和無功功率參考值時(shí)，αβ坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓正序和負(fù)序分量(e⁺_α，e⁺_β)和(e^-_α，e^-_β)的計(jì)算公式為：

其中，e⁺_αβ＝e⁺_α+j e⁺_β，e^-_αβ＝e^-_α+j e^-_β，e_αβ＝e_α+j e_β，T是電網(wǎng)基頻周期，同理，αβ坐標(biāo)系下電網(wǎng)電流正序和負(fù)序分量只需將式(I)中電壓分量變?yōu)殡娏鞣至考纯赏ㄟ^相同的方法獲得。