基于正序分量的三相逆变器控制方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于正序分量的三相逆变器控制方法和装置，要解决的技术问题是提高电网发生不对称故障时逆变器的供电质量。本发明的方法包括：提取三相电压正序分量，转换为标幺值，将标幺值与功率参考值进行运算，得到d轴电流参考值和q轴电流参考值，将逆变器的输出电流经过派克变换后与电流参考值进行比较得到差值，经比例积分控制，再经派克反变换，形成三相调制波波形。本发明的装置,设有派克变换和反变换单元,正弦脉宽调制，正序分量提取单元、标幺值单元和恒功率控制单元。本发明与现有技术相比，消除了在不对称故障情况下负序电压对逆变器输出特性的不利影响，简化了控制方法，提高了响应速度，提高了不对称故障时逆变器的供电质量。

主权项

一种基于正序分量的三相逆变器控制方法，包括以下步骤：一、从逆变器出口处采集三相电压和三相电流，提取三相电压正负序分量，得到出口电压正序分量；将出口电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值；二、将出口电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值与功率参考值进行运算：$\left\{\begin{array}{c}{i}_{dref}={i_d}^{+}=\frac{p_{ref}}{{v_d}^{+}}\\ i_{qref}=0\end{array}\right.$得到d轴电流参考值i_dref和q轴电流参考值i_qref，对d轴电流参考值i_dref和q轴电流参考值i_qref进行限幅后，作为电流参考值；p_ref为逆变器输出有功功率的额定参考值,分别为逆变器出口电压和输出电流d轴分量的正序分量；三、将逆变器的输出电流经过派克变换后与电流参考值进行比较得到差值；四、差值经过比例积分(PI)控制，再经过派克反变换，形成三相调制波波形；所述基于正序分量的三相逆变器控制方法采用以下装置实现，设有派克变换和反变换单元,正弦脉宽调制(SPWM)单元,正序分量提取单元，标幺值单元和恒功率控制单元；所述正序分量提取单元用于将逆变器出口处采集到的三相电压进行正负序分量提取，将电压正序分量输出到标幺值单元；提取电压正序分量采用克拉克变换矩阵计算，基于二阶广义积分器的带通滤波器(SOGI BP filter)进行传递；所述标幺值单元用于将三相电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值，输出到派克变换单元，标幺值转换中功率、电压和电流的基准值取值如下：S_base、U_base和I_base分别为功率、电压和电流的基准值，U_L‑Lrms为逆变器出口线电压的有效值，p_ref为并网分布式电源的逆变器输出有功功率的额定参考值，Q_ref为分布式电源额定输出的无功功率；将各功率、电压和电流除以各自的基准值输入到派克变换单元；派克变换单元用于将逆变器输出的三相电流和标幺值单元输出的三相正序电压标幺值，进行派克变换，将三相正序电压标幺值和三相电流派克变换后的结果输出到恒功率控制单元；派克反变换单元将恒功率控制单元的输出的d、q轴旋转坐标系下的输出信号进行派克反变换形成三相电压调制波信号，输出至正弦脉宽调制(SPWM)单元；所述恒功率控制对派克变换单元输出的三相电压派克变换结果，根据设定的额定输出功率，按和i_qref＝0，计算得到d、q轴电流参考值，再经过限幅环节后作为电流环的电流参考值，将电流参考值与派克变换单元输出的实际电流的d、q轴分量进行比较，将比较的差值进行双环比例积分(PI)调节、电压前馈补偿和交叉耦合补偿，控制逆变器输出电流的d、q轴分量跟随电流参考值，生成d、q轴旋转坐标系下的输出信号，输入到派克反变换单元；所述正弦脉宽调制(SPWM)单元将派克反变换后的三相电压正弦调制波，与三角波发生器生成的三角载波进行比较，输出宽度正比于调制波幅值的矩形波，形成六路控制信号(VT1‑VT6)，分别控制开关器件的通断。