[發明專利]一種孤立微網多三相逆變器并聯系統及其分布式控制方法

在審

• 申請號: 201811639923.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109687517A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 霍現旭;徐科;黃鑫;趙志宇;汪可友;嚴晶晶;陳培育
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司;國家電網有限公司;上海交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/12;H02J3/24
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種孤立微網多三相逆變器并聯系統，其特征在于：包括多個三相逆變器并聯單元、三相負載和交流母線，所述三相逆變器并聯單元包括三相逆變電路及其控制電路和等效傳輸線路阻抗；所述三相逆變電路包括三相全橋逆變器和LC濾波電路；該三相全橋逆變器輸出三相交流電信號，依次經過所述LC濾波電路和等效傳輸線路阻抗輸出至三相交流母線；所述控制電路包括誤差跟蹤控制器、觀測器、分布式控制器、系統重構器、參考波生成器、Park變換模塊、Park反變換模塊和正弦脈寬調制SPWM模塊；

所述Park變換模塊用于采集三相電壓電流信號，其輸出端分別與觀測器、系統重構器和參考波生成器相連接，用于將采集的三相電壓電流信號經Park變換后得到dq坐標系信號v_odq、v_kdq、i_kdq，分別輸出至觀測器、系統重構器和參考波生成器；所述觀測器的輸出端與誤差跟蹤控制器相連接，用于將生成中間觀測信號ξ_2dq輸出至誤差跟蹤控制器；所述誤差跟蹤控制器的輸出端與分布式控制器相連接，用于計算濾波跟蹤誤差信號后將其輸出至分布式控制器；系統重構器的輸出端與分布式控制器相連接，用于將電流信號進行重構后輸出至分布式控制器；所述分布式控制器的輸出端與參考波生成器相連接，用于生成分布式控制電壓信號u_kdq后將其輸出至參考波生成器；所述參考波生成器的輸出端依次與Park反變換模塊和正弦脈寬調制SPWM模塊相連接，用于基于信號u_kdq、i_kdq、v_kdq，計算輸出調制波信號v_ikdq，再經Park反變換和正弦脈寬調制SPWM得到6路開關控制脈沖信號；所述正弦脈寬調制SPWM模塊的輸出端三相全橋逆變器相連接，用于將6路開關控制脈沖信號輸出至三相并聯逆變器進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種孤立微網多三相逆變器并聯系統，其特征在于：所述LC濾波電路包括連接在一起的濾波電路等效電阻、濾波電感和濾波電容；所述三相全橋逆變器輸出三相交流電信號，依次經過經濾波電路等效電阻、濾波電感、濾波電容和等效傳輸線路阻抗輸出至三相交流母線。

3.如權利要求1和2所述的任一項權利要求的一種孤立微網多三相逆變器并聯系統的分布控制方法，其特征在于：每一臺并聯的三相逆變器都進行自我控制，第k臺三相并聯逆變器都按如下步驟進行控制，其具體步驟如下：

步驟1、在第k臺三相并聯逆變器的控制電路中，將交流母線的采集電壓v_o與給定的參考電壓值v_ref做差，得到跟蹤誤差信號e_v＝v_o-v_ref；

步驟2、將步驟1得到的跟蹤誤差信號e_v輸入誤差跟蹤控制器，按如下公式計算濾波跟蹤誤差信號并輸出至所述分布式控制器的輸入端；

式中，qe_v是所述的跟蹤誤差信號e_v經比例放大系數q放大后的值；ξ₂是所述的交流母線電壓v_o經觀測器得到的值；

步驟3、觀測器輸入為采集電壓dq分量v_odq，經如下公式得到輸出為ξ_2dq；

式中，k₀是大于0的觀測器增益；ξ₁和ξ₂分別是和v_o的估計值；

步驟4、系統重構器輸入為采集電流dq分量i_kdq，經過如下公式得到輸出為x_kdq；

式中，C為重構器參數；

步驟5、分布式控制器輸入為x_kdq和按如下公式計算并得到輸出量u_kdq；

式中，n為并聯逆變器的總數；α、k_s、ρ均為自定義大于零的參數；q為比例放大系數。

步驟6、參考波生成器輸入為u_kdq，v_kdq和i_kdq，按如下公式計算并得到輸出調制波信號v_ikdq；

式中，L_k，R_k和C_k(k＝1,2,…n)分別是等效出口濾波電感，電阻和電容。

步驟7、調制波信號v_ikdq經Park反變換模塊和正弦脈寬調制SPWM模塊得到6路控制脈沖波，輸入第k臺三相并聯逆變器的三相逆變電路進行控制。