[發明專利]基于載波相位補償的并聯逆變器開關頻次環流抑制方法

在審

• 申請號: 202110333040.8
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113067492A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 張繼紅;趙銳;熊偉;魏毅立;楊培宏;吳振奎;張新
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 武漢華強專利代理事務所(普通合伙) 42237
• 代理人: 溫珊姍

本發明公開了基于載波相位補償的并聯逆變器開關頻次環流抑制方法，該方法包括：(1)選定待補償逆變器，對其三相輸出電流進行采樣；(2)根據三相電流采樣數據獲得環流數據，提取環流數據中的直流分量，根據直流分量判斷待補償逆變器載波相位差的方向；(3)基于環流數據計算所需補償的周期相位差和相移周期；(4)將步驟(2)所獲載波相位差方向及步驟(3)所得周期相位差和相移周期輸入正弦脈寬調制，通過正弦脈寬調制對待補償逆變器載波信號進行修正。

技術領域

本發明屬于電力電子領域，涉及微電網并聯逆變器控制技術，特別是基于載波相位補償的并聯逆變器開關頻次環流抑制方法。

背景技術

風電、光伏供能具有綠色環保和永不枯竭等諸多優點，微網的提出為新能源的高效利用指明了方向。微電網中分布式微源和儲能裝置大多通過逆變器聯于公共母線，受功率器件耐壓和單臺容量的限制，從而構成了微電網的多逆變器并聯運行環境。相較于傳統控制方式并聯方案更加靈活、經濟，容易滿足用戶需求。

逆變器的可靠并聯是微網穩定運行的先決條件，然而，逆變器外特性差異所導致的環流問題，會引發電流畸變，加劇器件損耗，惡化系統性能。其中，受地理因素限制、載波同步技術失效、各逆變器載波存在差異等原因不可避免的引入開關頻次環流。

目前所提出的抑制方法大多是針對零序、諧波環流，而很少涉及開關頻次環流。現有開關環流抑制方法大多基于調整設備硬件參數來完成，但實際應用中這種無偏差的理想化條件很難實現，因此發明人從控制方法的角度提供開關環流抑制方法意義重大。

發明內容

為解決并聯逆變器間因載波不同步引起的開關頻次環流問題，本發明提供了基于載波相位補償的并聯逆變器開關頻次環流抑制方法。

本發明提供的基于載波相位補償的并聯逆變器開關頻次環流抑制方法，該方法適用于微電網多逆變器并聯系統，包括：

(1)選定待補償逆變器，對其三相輸出電流進行采樣；

(2)根據三相電流采樣數據獲得環流數據，提取環流數據中的直流分量，根據直流分量判斷待補償逆變器載波相位差的方向；當直流分量為正，則載波相位超前；為負，則載波相位滯后；

(3)基于環流數據計算所需補償的周期相位差和相移周期其中，i_z代表待補償逆變器環流大小，U_dc代表待補償逆變器的直流側電壓，w_c代表待補償逆變器的截止頻率，L代表待補償逆變器的濾波電感，T代表載波信號周期；

(4)將步驟(2)所獲載波相位差方向及步驟(3)所得Δθ、τ輸入正弦脈寬調制，通過正弦脈寬調制對待補償逆變器載波信號進行修正；其中，Δθ即待補償逆變器需補償的相位值，載波相位差方向代表修正方向，相移周期即待補償逆變器需延時的時間。

進一步的，采用低通濾波器對待補償逆變器的三相輸出電流采樣。

和現有技術相比，本發明的主要優點和有益效果如下：

本發明根據開關周期內開關頻次環流特性，通過對逆變器載波信號的相位進行延時補償，實現了并聯逆變器載波信號的一致，從而抑制并聯逆變器相間環流，解決了并聯逆變器間因載波差異所導致的開關頻次環流問題，提高了系統穩定性。適用于微電網多逆變器并聯系統。

附圖說明

圖1是多逆變器并聯結構圖；

圖2是具體實施方式中逆變器并聯系統的拓撲結構圖；

圖3為本發明開關頻次環流抑制原理圖；

圖4為載波計算模塊的計算框圖；

圖5為具體實施方式中的流程簡圖；