[發(fā)明專利]基于同步參考坐標(biāo)系下分離源逆變器解耦控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010331256.6
• 申請(qǐng)日: 2020-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN111431428B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊旭紅;陸浩;宋興龍;姚鳳軍;郝鵬飛;陳陽;方劍峰;羅新;高子軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/5387
• 分類號(hào): H02M7/5387
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐穎

本發(fā)明涉及一種基于同步參考坐標(biāo)系下分離源逆變器解耦控制方法，直流回路控制器設(shè)計(jì)采用雙回路電壓電流閉環(huán)控制，外環(huán)是直流電壓控制回路，由于直流側(cè)含有交流分量，電壓環(huán)輸入直流側(cè)電壓直流分量，經(jīng)過PI_v控制輸出電流環(huán)的給定。內(nèi)環(huán)是輸入電流控制回路，通過使用PI控制器使電流i_L不受紋波的影響，并且直流側(cè)電容器與直流電源并聯(lián)起到低通濾波器的作用。直流側(cè)和交流側(cè)分別進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了直流側(cè)紋波的抑制和交流側(cè)電流諧波抑制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種逆變器控制技術(shù)，特別涉及一種基于同步參考坐標(biāo)系下分離源逆變器解耦控制方法。

背景技術(shù)

能源危機(jī)、溫室效應(yīng)等問題的出現(xiàn)，促進(jìn)了新能源發(fā)電技術(shù)的迅速發(fā)展,新能源發(fā)電技術(shù)因此成為研究熱點(diǎn)。隨著新能源比重的不斷增加，對(duì)逆變器的要求也越來越高。并網(wǎng)逆變器作為分布式發(fā)電與電網(wǎng)連接的接口，得到了廣泛的應(yīng)用，由于電力電子設(shè)備不能為電網(wǎng)提供所需的慣性和阻尼，隨著分布式發(fā)電的滲透率的不斷提高，使得電網(wǎng)的慣性和阻尼嚴(yán)重不足，穩(wěn)定性降低。由于分布式電源作為逆變器的輸入電源，導(dǎo)致直流側(cè)的紋波含量比較高，并且當(dāng)逆變器與電網(wǎng)相連時(shí)，交流側(cè)的諧波失真比較嚴(yán)重。因此電網(wǎng)公司對(duì)新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在各方面都提出了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。并網(wǎng)逆變器控制大多基于同步旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系或靜止α-β坐標(biāo)系，而基于d-q坐標(biāo)系的控制由于可以方便地實(shí)現(xiàn)電流無靜差跟蹤以及有功、無功獨(dú)立控制，而成為主流的控制方式。在d-q坐標(biāo)系下，d、q軸電流之間存在著交叉耦合項(xiàng)，當(dāng)其中某一軸電流出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，其將通過交叉耦合項(xiàng)影響另一軸電流，嚴(yán)重影響控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)，受瞬時(shí)輸出功率中脈動(dòng)的影響，光伏電池的輸出電壓和電流中也將存在脈動(dòng)，使光伏電池在最大功率點(diǎn)處出現(xiàn)功率振蕩，影響最大功率跟蹤(MPPT)的實(shí)現(xiàn)，降低系統(tǒng)效率。因此，無論是為了提高變換器的效率，還是為了保護(hù)輸入直流源，都有必要減小輸入電流中的紋波分量。因此，研究并網(wǎng)逆變器的紋波和諧波的抑制具有重要的理論和實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)分布式發(fā)電的不穩(wěn)定性造成電流質(zhì)量低的問題，提出了一種基于同步參考坐標(biāo)系下分離源逆變器解耦控制方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)交流側(cè)和直流側(cè)的分別控制，交流調(diào)制信號(hào)的共模項(xiàng)用于調(diào)節(jié)直流側(cè)，從而具有兩個(gè)控制參數(shù)的額外自由度，減弱逆變器輸入輸出的耦合程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流和輸出電流振蕩的抑制，提高整個(gè)逆變器系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)穩(wěn)定性，并保證其安全可靠的運(yùn)行。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于同步參考坐標(biāo)系下分離源逆變器解耦控制方法，逆變器的輸出三相電壓v_abc經(jīng)過鎖相環(huán)PLL模塊測(cè)得相位角θ_g，逆變器側(cè)電流檢測(cè)信號(hào)i_abc變換成兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流i_d、i_q，電網(wǎng)側(cè)三相電壓檢測(cè)信號(hào)v_abc變換成兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓v_dg、v_qg；

直流側(cè)電壓控制環(huán)：將逆變器直流側(cè)輸入電壓V_inv與逆變器直流側(cè)輸入電壓的給定V_inv^*的差值經(jīng)過PI_v控制器得到電流期望值i_d^*，i_d^*與瞬時(shí)的電流i_d的差值經(jīng)過PI_d控制器得到的輸出直軸給定電壓與v_dg進(jìn)行比較得到電壓控制期望值v_d^*；