[發(fā)明專利]一種并網(wǎng)逆變器無交流電壓傳感器控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011020240.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112039123B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊凱;王興;張偉健;辜承林;李健;熊飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/44;H02M1/088;H02M7/5387
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 王聰聰

1.一種并網(wǎng)逆變器無交流電壓傳感器控制方法，其特征在于，包括：

S1：根據(jù)并網(wǎng)逆變器的d軸、q軸電流狀態(tài)方程分別構(gòu)建d軸、q軸各自對(duì)應(yīng)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器；

S2：實(shí)時(shí)采集并網(wǎng)逆變器的輸出電流的d軸分量i_d、q軸分量i_q以及輸出電壓的d軸分量u_d、q軸分量u_q并輸入各自的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，獲取輸出電流的d軸分量i_d的估計(jì)值z(mì)_1d和擴(kuò)張狀態(tài)變量x_2d的估計(jì)值z(mì)_2d，以及輸出電流的q軸分量i_q的估計(jì)值z(mì)_1q和擴(kuò)張狀態(tài)變量x_2q的估計(jì)值z(mì)_2q；根據(jù)z_2q、i_d、i_q以及逆變器參數(shù)計(jì)算q軸電壓的估計(jì)值用于完成鎖相；

S3：根據(jù)輸出電流d軸分量的估計(jì)值z(mì)_1d和x_2d的估計(jì)值z(mì)_2d，以及預(yù)設(shè)的d軸電流的指令值與所述估計(jì)值z(mì)_1d之間的誤差比例系數(shù)計(jì)算d軸的控制量

根據(jù)輸出電流q軸分量的估計(jì)值z(mì)_1q和x_2q的估計(jì)值z(mì)_2q，以及預(yù)設(shè)的q軸電流的指令值與所述估計(jì)值z(mì)_1q之間的誤差比例系數(shù)計(jì)算q軸的控制量

S4：基于d軸、q軸的控制量計(jì)算逆變器各橋臂開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入并網(wǎng)逆變器對(duì)并網(wǎng)電流的d軸、q軸分量進(jìn)行矢量控制。

2.如權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)逆變器無交流電壓傳感器控制方法，其特征在于，還包括：

根據(jù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器輸出的x_2q的估計(jì)值z(mì)_2q計(jì)算電網(wǎng)電壓的q軸分量的估計(jì)值

將電網(wǎng)電壓的q軸分量的估計(jì)值輸入鎖相環(huán)，通過閉環(huán)調(diào)節(jié)使估計(jì)值趨近預(yù)設(shè)的電網(wǎng)電壓的q軸分量的目標(biāo)值完成鎖相并輸出電網(wǎng)電壓合成矢量角度的估計(jì)值

基于所述估計(jì)值對(duì)采樣的三相電流i_a,i_b,i_c實(shí)施坐標(biāo)變換，得到并網(wǎng)逆變器的輸出電流的d軸分量i_d和q軸分量i_q，輸入步驟S2中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器；

基于直流母線電壓值U_dc、逆變器開關(guān)狀態(tài)以及所述估計(jì)值進(jìn)行電壓重構(gòu)，得到并網(wǎng)逆變器的輸出電壓的d軸分量u_d和q軸分量u_q，輸入步驟S2中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器。

3.如權(quán)利要求2所述的并網(wǎng)逆變器無交流電壓傳感器控制方法，其特征在于，所述電網(wǎng)電壓合成矢量角度的估計(jì)值的獲取過程具體為：

計(jì)算q軸分量的估計(jì)值與目標(biāo)值之間的誤差并輸入PI調(diào)節(jié)器，將所述PI調(diào)節(jié)器的輸出疊加到偏置頻率ω_ff上以獲取電網(wǎng)頻率的估計(jì)值，對(duì)所述電網(wǎng)頻率的估計(jì)值進(jìn)行積分得到電網(wǎng)電壓合成矢量角度的估計(jì)值所述估計(jì)值為：

其中，s為拉普拉斯運(yùn)算符；k_p,k_i分別為PI調(diào)節(jié)器的比例、積分系數(shù)；ω_ff表示偏置頻率，ω_ff與電網(wǎng)基波頻率f相關(guān)，ω_ff＝2πf(rad/s)。

4.如權(quán)利要求2所述的并網(wǎng)逆變器無交流電壓傳感器控制方法，其特征在于，所述電網(wǎng)電壓的q軸分量的估計(jì)值的計(jì)算方法為：

其中，R,L,ω分別為交流側(cè)線路電阻值、電感值，以及dq坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度。

5.如權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)逆變器無交流電壓傳感器控制方法，其特征在于，所述d軸的控制量的計(jì)算方法為：

其中，k_id為d軸電流控制器的誤差比例系數(shù)；b₀＝1/L為控制增益；

所述q軸的控制量的計(jì)算方法為：

其中，k_ip為q軸電流控制器的誤差比例系數(shù)。