[發明專利]并網逆變器控制方法、裝置和設備及計算機介質

在審

• 申請號: 202210425965.X
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114865934A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 楊凱;鄭逸飛;徐智杰;楊帆;張雅暉;王翼;李孺涵;王霖
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M7/42
• 分類號: H02M7/42;H02M1/14;H02J3/38
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 張英

本申請公開了一種并網逆變器控制方法，包括：根據三相并網逆變器的電流誤差狀態方程分別構建α軸、β軸各自對應的參數自適應超螺旋滑模觀測器；實時采集并網逆變器的輸出電流和輸出電壓，利用參數自適應超螺旋滑模觀測器跟蹤獲取電網電壓的α軸、β軸分量的觀測值，并獲取電網電壓合成矢量的相位觀測值和角頻率觀測值；根據相位觀測值對并網逆變器的輸出電流進行坐標變換，得到dq坐標系下的控制電流，并根據預設電流給定值計算得到dq坐標系的d軸和q軸的電壓控制量；根據電壓控制量計算并網逆變器各橋臂開關管的驅動信號，根據驅動信號對并網逆變器的輸出電流的d軸、q軸分量進行矢量控制。其可以解決傳統電網電壓觀測法的滑模觀測器存在較大抖振影響，以及采用低通濾波器會帶來相位延遲，導致相位估計出現誤差的問題。

技術領域

本申請涉及供電或配電控制技術領域，更具體地，涉及一種并網逆變器控制方法、一種并網逆變器控制裝置和一種并網逆變器控制設備以及一種計算機可讀存儲介質。

背景技術

隨著以石油、天然氣為代表的傳統化石能源的可開采量日益減少，以及使用非清潔能源導致的全球環境問題日益突出，以太陽能、風能為代表的新能源在全球范圍內得到了廣泛的開發和使用。并網逆變器作為分布式發電系統并網的最后一級電力變換設備，對并網電能的控制起著關鍵作用。

目前，常用的并網逆變器控制主要有矢量控制和直接功率控制等。均至少需要5個傳感器以采集電壓、電流等反饋信號，包括2個交流電壓傳感器、2個交流電流傳感器和1個直流電壓傳感器。傳感器發生故障會使得整個系統失去穩定，從而大幅度降低并網系統的可靠性。相比于省去直流電壓傳感器或交流電流傳感器的方案，無交流電壓傳感器技術得到了最為廣泛的研究。

目前常使用的方法分為虛擬磁鏈觀測法與電網電壓觀測法兩類，其中基于滑模觀測器的電網電壓觀測法由于魯棒性較好，不易受干擾得到了廣泛應用。但是傳統滑模觀測器存在抖振問題，若引入低通濾波器，則會帶來相位延遲，從而導致相位估計出現誤差，影響系統穩定性。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種并網逆變器控制方法、裝置和設備及計算機可讀存儲介質，旨在解決傳統電網電壓觀測法的滑模觀測器存在較大抖振影響，以及采用低通濾波器會帶來相位延遲，導致相位估計出現誤差的問題。

為實現上述目的，按照本發明的第一個方面，提供了一種并網逆變器控制方法，包括：獲取三相并網逆變器在兩相靜止坐標系下的α軸、β軸電流誤差狀態方程，根據所述電流誤差狀態方程分別構建α軸、β軸各自對應的參數自適應超螺旋滑模觀測器；實時采集所述并網逆變器的輸出電流和輸出電壓，利用所述參數自適應超螺旋滑模觀測器跟蹤獲取電網電壓的α軸分量和β軸分量的觀測值，并獲取所述電網電壓合成矢量的相位觀測值和角頻率觀測值；根據所述電網電壓合成矢量的相位觀測值對所述并網逆變器的輸出電流進行坐標變換，得到dq坐標系下的控制電流，并根據預設電流給定值計算得到所述dq坐標系的d軸和q軸的電壓控制量；根據所述電壓控制量計算所述并網逆變器各橋臂開關管的驅動信號，根據所述驅動信號對所述并網逆變器的輸出電流的d軸、q軸分量進行矢量控制。

在本發明的一個實施例中，所述獲取三相并網逆變器在兩相靜止坐標系下的α軸、β軸電流誤差狀態方程，包括：根據三相并網逆變器在自然坐標下的標準數學模型和三相靜止坐標系到兩相靜止坐標系的坐標變換關系得到所述兩相靜止坐標系下的電流狀態方程：其中，i_α、i_β和u_α、u_β分別為所述兩相靜止坐標系下的所述并網逆變器的輸出電流和輸出電壓的α軸分量和β軸分量，e_α、e_β分別所述電網電壓的α軸分量和β軸分量，L、R分別表示所述并網逆變器輸出側的電感和電阻；根據所述電流狀態方程構造電流狀態觀測方程：其中，和v_α、v_β為電流狀態觀測器的觀測電流和輸入電壓；根據所述電流狀態方程和所述電流狀態觀測方程計算得到所述電流誤差狀態方程：其中，為電流誤差。