[發明專利]微電網多逆變器并聯自適應諧波阻抗重塑控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110506824.6
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113224793B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 陳燕東;王自力;伍文華;徐元璨;孫傳財;熊宇峰;門筱希;張雨祥
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02J3/24
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 王娟;馬強

本發明公開了一種微電網多逆變器并聯自適應諧波阻抗重塑控制方法，包括諧波阻抗重塑控制、阻抗重塑因子自適應控制和電壓電流雙環控制三個部分。其中，諧波阻抗重塑控制能減小逆變器諧波阻抗，減小電壓畸變率，提高微電網電壓質量。阻抗重塑因子自適應控制能實現阻抗諧波阻抗自適應重塑，無需了解線路阻抗參數和微電網結構，通過引入輸出電流諧波分量前饋，結合一致性算法自適應重塑逆變器等效諧波阻抗。電壓外環采用多準諧振控制，能無靜差跟蹤基波電壓指令，并能減小諧波阻抗，電流內環采用比例控制，能提高系統的響應速度。本發明能實現微電網多逆變器并聯系統諧波電流均分，并改善微電網的電壓質量，提高微電網電能質量。

技術領域

本發明涉及逆變器的控制領域，特別是一種逆變器的自適應諧波阻抗重塑控制方法及系統。

背景技術

微電網存在大量非線性負荷，高比例非線性負荷的接入，會引入大量的諧波電流，微電網的電能質量受到極大挑戰，且諧波電流的不精確均分可能會導致逆變器過載、誤觸發保護，所以非線性負載的諧波分量必須均勻分配，以避免某些分布式電源過載而另一些分布式電源輕載。因此，諧波功率的均分也是一個和有功功率、無功功率均分同等重要的問題。

傳統的下垂控制僅僅針對基波域，僅用于均分負載功率的基波分量，對諧波電流的均分基本沒有影響。為實現諧波電流均分，現有技術提出虛擬阻抗控制方法，但是虛擬阻抗的引入會導致存在諧波均分精度和電壓質量的矛盾問題，過大的虛擬阻抗，能提高系統諧波均分精度，但是也會引起電壓較大畸變，降低電壓質量，而過小的虛擬阻抗，雖然對電壓質量影響較小，但是無法保證精確的諧波均分。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種微電網多逆變器并聯自適應諧波阻抗重塑控制方法及系統，不需要引入額外的虛擬諧波阻抗，提高諧波均分精度，改善微電網的電壓質量。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種微電網多逆變器并聯自適應諧波阻抗重塑控制方法，包括以下步驟：

S1、計算各臺逆變器的諧波功率；

S2、利用下式計算第i個逆變器輔助控制分量u_H,i：

其中，C_H為耦合系數；a_ij為通訊權重，若第i個逆變器和第j個逆變器之間有通信鏈路通信，則a_ij＞0，否則a_ij＝0；b_i、b_j分別表示和第i個逆變器功率容量、第j個逆變器功率容量成反比的系數，分別表示第i個逆變器和第j個逆變器的諧波功率，表示的鄰接點集合；

S3、利用所述第i個逆變器輔助控制分量u_H,i計算第i個逆變器的阻抗重塑因子，并利用所述阻抗重塑因子計算諧波電流補償分量指令值，進而獲得逆變器開關管的占空比信號。

本發明利用諧波功率計算逆變器輔助控制分量，進而計算阻抗重塑因子，利用阻抗重塑因子獲取占空比信號，在不需要構造額外的虛擬阻抗的前提下，自適應重塑逆變器等效諧波阻抗，實現了諧波功率均分，提高了微電網的電能質量。

步驟S1的具體實現過程包括：將逆變器輸出電流i_o經過多旋轉坐標，得到諧波電流分量結合逆變器輸出電容電壓u_o，計算出諧波功率計算公式為：

其中，表示逆變器輸出電壓基波分量的有效值，表示逆變器輸出電流第h次諧波分量的有效值。