[發明專利]三相電流型并網逆變器控制方法

有效

• 申請號: 201811235265.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109274119B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 耿乙文;楊可;劉海衛;任保將;趙建科;楊剛;李靜
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;山西潞安環保能源開發股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5395;H02M7/5387
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種三相電流型并網逆變器控制方法，其特征在于，包括：

構造包含并網電流與逆變器側電流的核函數；

所述核函數包含并網電流i_dq及其穩態值i_dq^*、逆變器側電流i_wdq及其穩態值I_wdq^*與權值μ，所述核函數為：

其中，k表示第k拍的參數；

根據所述核函數，通過最小二乘法并經過近似處理推導出由交流側電感電流比例反饋項、電容電壓比例反饋項和逆變器側電流穩態值前饋項構成的控制模型，其中，所述控制模型中的電感電流比例反饋系數與電容電壓比例反饋系數僅與同一個控制參數相關；所述控制模型的表達式為：

其中，a、b、α為固定參數，權值μ即為所述同一個控制參數；vd(k)與vq(k)分別為交流側第k拍的直軸交軸電容電壓；與分別為電容電壓穩態值；i_de(k)為交流側直軸電感第k拍電流與電感電流穩態值的誤差電流；i_qe(k)為交流側交軸電感第k拍電流與電感電流穩態值的誤差電流；v_de(k)為交流側直軸電容第k拍電壓與電容電壓穩態值的誤差電壓；v_qe(k)為交流側交軸電容第k拍電壓與電容電壓穩態值的誤差電壓；

獲取交流側電感電流、電容電壓和電網電壓，并計算得到電感電流穩態值和電容電壓穩態值，以及通過基于擾動變量狀態空間方程的穩態卡爾曼觀測器觀測得到逆變器側電流穩態值；

根據所述交流側電感電流、電容電壓、所述電感電流穩態值、所述電容電壓穩態值、所述逆變器側電流穩態值和所述控制模型，得到逆變器側輸入電流指令值，并根據所述逆變器側輸入電流指令值對所述三相電流型并網逆變器進行SVPWM控制。

2.根據權利要求1所述的三相電流型并網逆變器控制方法，其特征在于，獲取交流側電感電流、電容電壓和電網電壓，并計算得到電感電流穩態值和電容電壓穩態值，具體包括：

采樣得到直流側電流i_dc，交流側三相電感電流i_a、i_b、i_c，交流側三相電容電壓v_a、v_b、v_c，三相電網電壓E_a、E_b、E_c，并經過3s/2r坐標變換得到交流側直軸交軸電感電流i_d與i_q、交流側直軸交軸電容電壓v_d與v_q、直軸交軸電網電壓E_d與E_q；

將直流側電流給定值I_dc^*與實際值i_dc比較并經過PI控制器得到交流側電感電流直軸給定值i_d^*，同時將交流側電感電流交軸給定值i_q^*給定為0以實現單位功率因數并網；

根據電感電流穩態值、電容電壓穩態值和電網電壓之間的關系式計算出電感電流穩態值I_d^*與I_q^*、電容電壓穩態值V_d^*與V_q^*。

3.根據權利要求2所述的三相電流型并網逆變器控制方法，其特征在于，所述狀態空間方程為：

其中，

C為三相電流型并網逆變器交流側CL濾波器電容值；ω為電網電壓角頻率；

將所述狀態空間方程離散化得到：

其中，Ts為采樣周期；

所述穩態卡爾曼觀測器為：

其中，L為三相電流型并網逆變器交流側CL濾波器電感值。

4.根據權利要求3所述的三相電流型并網逆變器控制方法，其特征在于，根據所述交流側電感電流、電容電壓、所述電感電流穩態值、所述電容電壓穩態值、所述逆變器側電流穩態值和所述控制模型，得到逆變器側輸入電流指令值，并根據所述逆變器側輸入電流指令值對所述三相電流型并網逆變器進行SVPWM控制，具體包括：

根據所述交流側直軸交軸電感電流、電感電流穩態值、交流側直軸交軸電容電壓、電容電壓穩態值計算出相應的第k拍誤差變量i_de(k)、i_qe(k)、v_de(k)、v_qe(k)；

將所述誤差變量代入所述穩態卡爾曼觀測器，預測出第k+1拍逆變器側電流穩態值I_wd^*(k+1)、I_wq^*(k+1)；

將所述誤差變量代入系統離散時間狀態空間方程，預測出第k+1拍誤差變量i_de(k+1)、i_qe(k+1)、v_de(k+1)、v_qe(k+1)；

將第k+1拍預測值I_wd^*(k+1)、I_wq^*(k+1)、i_de(k+1)、i_qe(k+1)、v_de(k+1)、v_qe(k+1)代入所述控制模型，得出逆變器側輸入電流指令值i_wd(k+1)、i_wq(k+1)；

將所得出的逆變器側輸入電流指令值經過2r/2s坐標變換得到αβ軸指令值，并作為SVPWM調制模塊的輸入。