微网孤岛下低频率偏移的三相多逆变器并联运行控制方法

摘要

本发明公开了一种微网孤岛下低频率偏移的三相多逆变器并联运行控制方法，将微电网孤岛下的每台逆变器及其LC滤波器控制为电压控制电流源，每台逆变器输出基波电流的参考频率为额定值，参考相位可以通过基于扰动观察的最大输出电压跟踪方法得到；每台逆变器输出基波电流的参考幅值由基于公共母线的反馈比例控制得到，通过合理设定该比例系数可以实现逆变器输出电流按容量比例分配，并且使微网母线处的电压幅值控制在额定值附近；各逆变器输出谐波电流参考由母线谐波电压反馈控制得到；逆变器的电流跟随控制采用在静止坐标系下的准比例谐振控制。本发明克服了线路参数的差异对逆变器输出电流均分的影响，微网运行过程中电压的频率较稳定，减小了电压频率波动对负荷的影响。

主权项

一种微网孤岛下低频率偏移的三相多逆变器并联运行控制方法，适用于微网孤岛下的三相多逆变器并联系统，所述微网孤岛下的三相多逆变器并联系统包括：多个三相逆变器系统、负载，所述多个三相逆变器系统均接入所述负载；所述三相逆变器系统包括依次连接的分布式电源、三相逆变桥、LC滤波器；其特征在于，该方法包括以下步骤：1)在每个采样时刻各采样调理电路对母线电压u_PCC、三相逆变器输出电流i_invx、LC滤波器的输出滤波电容电压u_invx采样，分别得到第m个采样点的三相母线电压向量第x台三相逆变器在第m点三相输出电流向量和三相输出滤波电容电压向量其中，x为三相逆变器序号，x＝1、2…N，N为微网孤岛下三相逆变器总台数，其中分别为的A相、B相、C相电压，其中分别为的A相、B相、C相电流，其中分别为的A相、B相、C相电压；2)令分别为各三相逆变器在第K、K+1个基波正弦周期的前半周期参考基波电流相位角，分别为各三相逆变器在第K、K+1个基波正弦周期的后半周期参考基波电流相位角，令三相逆变器在第K+1个基波正弦周期的前、后半周期参考基波电流相位角恒为零，K为基波正弦周期数；3)在各三相逆变器的A相参考基波电流由正到负过零时，计算各三相逆变器在第K个基波正弦周期滤波电容电压的前半周期有效值在各三相逆变器的A相参考基波电流由负到正过零时，计算各三相逆变器在第K个基波正弦周期滤波电容电压的后半周期有效值4)在各三相逆变器的A相参考基波电流由正到负过零时，根据步骤3)得到的和第K个周期的进行参考相位角扰动观察，以各三相逆变器输出滤波电容电压值最大为目标，进行基波电流同相控制，确定各三相逆变器在第K+1基波正弦周期的参考相位角根据步骤2)恒为零；5)在各三相逆变器的A相参考基波电流由负到正过零时，各自计算刚经历的第K个基波正弦周期母线电压有效值U_PCC(K)；6)计算第x台三相逆变器在第K+1个基波正弦周期的参考基波电流幅值具体计算公式如下：$I_x^{ref}(K+1)=K_x*(V_{rated}-U_{PCC}(K\left)\right);$其中，K_x为第x台三相逆变器的比例控制系数，V_rated为母线额定电压幅值；7)对向量进行滑动傅里叶变换提取母线电压基波分量的向量其中其中分别为的A相、B相、C相电压；8)向量减去向量得到第m点母线三相谐波电压向量其中，其中分别为的A相、B相、C相电压；9)计算第x台三相逆变器在第m点的参考谐波电流向量方法如下：$i_{{\mathrm{hx}}_m}^{ref}=-G_x*u_{{\mathrm{PCCh}}_m};$其中为其中,分别为的A相、B相、C相的参考谐波电流，G_x为第x台三相逆变器谐波电压增益系数；10)根据上述步骤4)中得到的上述步骤6)所得到的参考基波电流幅值计算各三相逆变器在第K+1个基波正弦周期前半周期第m点A、B、C相的参考基波电流计算各三相逆变器在第K+1个基波正弦周期后半周期第m点A、B、C相的参考基波电流结合上述步骤9)所得到的参考谐波电流将参考谐波电流加上参考基波电流，得到第x台三相逆变器在第K+1个基波正弦周期前半周期第m点A、B、C相参考电流第x台三相逆变器在第K+1个基波正弦周期后半周期第m点A、B、C相参考电流11)对步骤10)的参考电流和步骤1)的三相输出电流进行准比例谐振控制：$\left\{\begin{array}{c}{u}_{z(a,b,c)}^{+}=RP*({\left[i_{a\_x_m}^{ref+}\right(K+1),i_{b\_x_m}^{ref+}(K+1),i_{c\_x_m}^{ref+}(K+1)]}^T-{[i_{inva\_x_m},i_{invb\_x_m},i_{invc\_x_m}]}^T)\\ u_{z(a,b,c)}^{-}=RP*({\left[i_{a\_x_m}^{ref-}\right(K+1),i_{b\_x_m}^{ref-}(K+1),i_{c\_x_m}^{ref-}(K+1)]}^T-{[i_{inva\_x_m},i_{invb\_x_m},i_{invc\_x_m}]}^T)\end{array}\right.;$其中k_p、k_r、ω_c分别为准比例谐振控制器的比例系数、谐振增益和截止角频率，ω为电网角频率，s为复频率，为第K+1基波正弦周期的前、后半周期准比例谐振控制器的输出，其中，分别为在A相、B相、C相的输出值，其中，分别为在A相、B相、C相的输出值；12)把作为调制波向量，通过正弦波脉宽调制得到控制信号，该信号经过驱动保护电路送入三相逆变桥，驱动三相逆变桥的开关管导通。