[發明專利]一種控制逆變器穩定輸出的方法及系統

在審

• 申請號: 202210208782.2
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114567008A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 施建強;趙寧寧;李雙;牛秋實;徐夢溪;田峰敏
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5387;H02M1/088
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 何春廷

1.一種控制逆變器穩定輸出的方法，其特征在于，包括：

獲取電網電壓，輸入到預先構建的包含改進的前饋解耦及PI環節的逆變器主電路控制模型，輸出穩定電壓；

所述包含改進的前饋解耦及PI環節的逆變器主電路控制模型的構建包括：

獲取待處理的LC型逆變器的主電路拓撲，分析主電路拓撲確定主電路拓撲的兩相旋轉dq坐標系下的數學模型；

采用改進的前饋解耦方式對所述數學模型進行電流內環解耦，得到考慮電流環的動態環節的電壓環；

根據考慮電流環的動態環節的電壓環設置電流內環和電壓外環的PI參數，根據電流內環和電壓外環的PI參數得到所述改進的前饋解耦及PI環節的逆變器主電路控制模型。

2.根據權利要求1所述的控制逆變器穩定輸出的方法，其特征在于，所述獲取待處理的LC型逆變器的主電路拓撲，分析主電路拓撲確定主電路拓撲的兩相旋轉dq坐標系下的數學模型，包括：

所述LC型逆變器主電路采用三相全橋拓撲，逆變器的三個橋臂中點接LC濾波器，輸出電壓為濾波電容的端電壓；

選取濾波電容電壓即輸出電壓和濾波電感電流為控制對象，滿足三相系統的參數一致，忽略濾波電容的寄生電阻，根據基爾霍夫電壓電流定律，得到電路方程：

式(1)中，L為濾波電感，R為濾波電感L的寄生電阻，C為濾波電容，i_a、i_b、i_c為濾波電感的三相電流，i_oa、i_ob、i_oc為逆變器輸出電流，u_a、u_b、u_c為逆變器橋臂中點電壓，u_oa、u_ob、u_oc為逆變器輸出電壓，t為時間；

利用等幅值Park變換將式(1)從三相靜止abc坐標系變換到兩相旋轉dq坐標系下的數學模型，可得

式(2)、式(3)中，i_d，i_q、i_od，i_oq，u_d，u_q、u_od、u_oq分別為濾波電感電流、逆變器輸出電流、逆變器橋臂中點電壓、逆變器輸出電壓的d軸和q軸分量，ω為角頻率。

3.根據權利要求2所述的控制逆變器穩定輸出的方法，其特征在于，所述采用改進的前饋解耦方式對所述數學模型進行電流內環解耦，得到考慮電流環的動態環節的電壓環，包括：

將電流環的閉環傳遞函數等效為一階慣性環節，即：

式(6)中，G_ci(s)為一階慣性環節，s為自變量，τ_i為電流環的時間常數，k_ip為電流內環比例系數，k_ii為電流內環積分系數，采用前饋解耦控制的思路實現電壓控制解耦，令

式(7)中，i_dref為d軸的參考電流，i_qref為q軸的參考電流，i_ud、i_uq為電壓環PI控制器的輸出，即

式(8)中，k_up和k_ui分別為電壓環PI控制器的比例系數和積分系數，u_odref、u_oqref為d、q軸參考電壓；

對式(7)作拉普拉斯變換后，將式(6)代入其中，得到考慮電流環的動態環節的電壓環，如式(10)所示，