[發(fā)明專利]一種基于循環(huán)擾動觀察的閉環(huán)全局同步脈沖寬度調(diào)制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010170113.1
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111244958A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許濤;高峰;蒿天衢
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/38
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種基于循環(huán)擾動觀察的閉環(huán)全局同步脈沖寬度調(diào)制方法，涉及電氣控制技術(shù)領(lǐng)域，通過采樣模塊通過高速采樣獲得高頻諧波電流的有效值，并將獲得的有效值發(fā)送給每個逆變器；逆變器在循環(huán)擾動觀察法控制器的控制下依次擾動脈寬調(diào)制波相位，并根據(jù)接收的有效值判斷脈沖寬調(diào)制波相位角的調(diào)整方向，當(dāng)?shù)趍逆變器完成一次擾動觀察以后，第m+1逆變器在進(jìn)行擾動觀察調(diào)整脈寬調(diào)制波相位角，當(dāng)所有逆變器通過擾動觀察調(diào)整脈寬調(diào)制波相位角之后，再從第一個逆變器開始重復(fù)擾動觀察過程；本公開解決了現(xiàn)有技術(shù)無法獲得真正的最佳相位角的問題，可在逆變器運(yùn)行參數(shù)不確定時，依然可以保證輸出總電流的總諧波失真最小。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電氣控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于循環(huán)擾動觀察的閉環(huán)全局同步脈沖寬度調(diào)制方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

近年來，隨著環(huán)境的不斷惡化，可再生能源發(fā)電技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)引起了各方關(guān)注。并網(wǎng)逆變器能將分布式電源接入交流電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器是將分布式電源接入交流電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備。由于電力電子器件的存在，并網(wǎng)逆變器的輸出電流中含有大量的高次諧波。現(xiàn)有專利和文獻(xiàn)中提到了多種降低高次諧波的方法，包括增加開關(guān)頻率、濾波器參數(shù)、濾波器階數(shù)、采用交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)、多電平結(jié)構(gòu)等，但這些方法都會增加逆變器的控制難度和逆變器的成本，而且這些方法大多是針對單個逆變器。

在電網(wǎng)中，多個分布式并網(wǎng)逆變器一般以并聯(lián)的形式接入電網(wǎng)。多個并網(wǎng)逆變器接入公共并網(wǎng)點(diǎn)(PCC)，逆變器的總數(shù)定義為N，逆變器編號定義為m(m＝1,…,N)，逆變器m的輸出電流表示為i_m，其總諧波失真表示為THD_m，總并網(wǎng)電流表示為i_sum，總諧波失真表示為THD_sum。通常，i_m中含有大量的高次諧波，這些高次諧波會在PCC處隨機(jī)疊加，最終導(dǎo)致i_sum的諧波含量在最小值和最大值之間變化。

有科研人員提出了一種分布式并網(wǎng)逆變系統(tǒng)全局同步脈寬調(diào)制系統(tǒng)，確定了全局脈寬調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，包括主控單元(全局同步單元)和位于不同地理位置的若干個并網(wǎng)逆變器，每個所述并網(wǎng)逆變器均與分布式電源連接，每個并網(wǎng)逆變器均通過公共并網(wǎng)點(diǎn)與電網(wǎng)連接，所述主控單元與所有的并網(wǎng)逆變器通信。所述主控單元接收各個并網(wǎng)逆變器的信息，確定全局同步策略后，將包含全局同步策略的全局同步信號分別發(fā)送給各個并網(wǎng)逆變器，各個并網(wǎng)逆變器利用全局同步信號調(diào)整自己的脈寬調(diào)制波相位，以達(dá)到各個并網(wǎng)逆變器脈寬調(diào)制波之間能夠滿足諧波抵消的相位差，從而抵消各個并網(wǎng)逆變器注入電網(wǎng)的諧波電流。該方法能夠有效降低i_sum的諧波含量。但該方法的主要缺陷是，脈寬調(diào)制波的相位角需要根據(jù)逆變器的參數(shù)計算最佳相位，而實(shí)際應(yīng)用中，逆變器的實(shí)際參數(shù)難以獲取。

有科研人員提出了一種利用鎖相環(huán)鎖相結(jié)果進(jìn)行脈寬調(diào)制波同步的方法，該方法能讓逆變器在無通訊的情況下實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制波同步，提升了全局同步脈沖寬度調(diào)制方法適用性。但該方法依然無法在逆變器參數(shù)未知的情況下計算出脈寬調(diào)制波的最佳相位角。

本公開發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有全局同步脈沖寬度調(diào)制方法均是在已知逆變器運(yùn)行參數(shù)的基礎(chǔ)上計算最佳相位角，當(dāng)逆變器參數(shù)未知或在運(yùn)行中發(fā)生變化時，現(xiàn)有方法無法獲得真正的最佳相位角，進(jìn)而導(dǎo)致THD_sum無法被控制在最低值。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本公開提供了一種基于循環(huán)擾動觀察的閉環(huán)全局同步脈沖寬度調(diào)制方法，不受運(yùn)行參數(shù)變化影響，可以根據(jù)參數(shù)閉環(huán)調(diào)整脈寬調(diào)制波相位，而且可在逆變器運(yùn)行參數(shù)不確定，尤其是輸出電感值不確定時，依然可以保證輸出總電流的總諧波失真最小。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

本公開第一方面提供了一種基于循環(huán)擾動觀察的閉環(huán)全局同步脈沖寬度調(diào)制方法。