[發明專利]一種不平衡電網下并網逆變器的柔性功率控制方法

有效

• 申請號: 201811213423.6
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109274284B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 康龍云;程建材;胡畢華;羅璇;張健彬;王旭
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02J3/38
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李斌<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種不平衡電網下并網逆變器的柔性功率控制方法，其特征在于，所述的柔性功率控制方法包括下列步驟：

針對三電平三相并網逆變器，在不平衡電網下，計算合理的有功功率和無功功率參考值來調節功率波動；

利用模型預測功率控制的目標函數從備選的矢量組合中選擇合適的三個矢量，并計算對應的占空比對逆變器的功率開關器件進行控制，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小三角形的頂點對應的矢量構成；

其中，所述的計算合理的有功功率和無功功率參考值來調節功率波動的過程如下：

在不平衡電網下，求出在靜止兩相坐標系αβ下，三電平逆變器輸出有功功率和無功功率表達式：

其中，ω表示電氣角速度，t為時間，P₀和Q₀分別代表有功功率和無功功率的直流分量，P_c和P_s分別代表有功功率的二倍頻分量，Q_c和Q_s分別代表無功功率的二倍頻分量，其中有功功率和無功功率的各分量表示為：

其中，

式(B)和式(C)中(e⁺_α，e⁺_β)和(e^-_α，e^-_β)是αβ坐標系下電網電壓的正序和負序分量，(i⁺_α，i⁺_β)和(i^-_α，i^-_β)是αβ坐標系下電網電流的正序和負序分量，為了消除有功功率的二倍頻波動，并且讓有功和無功功率的直流分量跟蹤參考值，對P₀和Q₀以及k₁和k₂進行如下設置：

其中，P_ref是給定的有功功率值，將式(D)代入式(B)和式(C)后，解出能夠消除有功功率二倍頻波動時，有功和無功功率參考值應設置為：

其中，E^-和E⁺是負序和正序電網電壓的峰值，表達式為：

同理，為消除無功功率的二倍頻波動，將k₃和k₄設置為0，P₀和Q₀的設置與式(D)相同，解出有功和無功功率參考值為：

為實現柔性功率調節，對有功功率和無功功率二倍頻波動進行調節，引入一個系數χ，且0≤χ≤1，結合式(D)和式(G)，得到有功和無功功率參考值的設置為：

當系數χ＝0時，完全消除無功功率波動；當系數χ＝1時，完全消除有功功率波動；當時，完全消除電網電流中的負序分量；通過調整χ的值，對有功和無功功率波動幅度進行調整，實現柔性功率控制。

2.根據權利要求1所述的一種不平衡電網下并網逆變器的柔性功率控制方法，其特征在于，所述的模型預測功率控制的目標函數為：

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

其中，P(k+1)和Q(k+1)分別是k+1時刻的有功功率和無功功率，u_o(k+1)是k+1時刻的三電平逆變器中點電壓，λ為模型預測功率控制中實現三電平逆變器中點電壓平衡的系數，且λ≤1。