一种快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法

摘要

本发明公开了一种快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法，通过i_p-i_q算法得到逆变器输出电流的谐波电流，将其反相位后叠加到电压外环输出，得到电流内环的指令，从而高效、快速地抑制逆变器输出电流的谐波环流，实现了多逆变器并联的谐波环流抑制。本发明还提出了一种“变窗口”滑动平均功率的计算方法来改善平均功率的计算，减少了传统的定周期计算引入的偏差，提高了平均功率计算的准确性；滑动平均计算的提出，使得在每个采样周期里都能计算一次平均功率，从而大大提高了功率计算的实时性，使得功率下垂控制能够更好地实现功率均分，进一步降低谐波环流。本发明可广泛应用于微电网多逆变器并联控制系统中，尤其适合带非线性负载运行的微电网。

主权项

一种快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法，适用于微电网多逆变器并联系统；所述微电网多逆变器并联系统包括多个并联的三相逆变系统；所述三相逆变系统包括依次连接的直流储能电容、三相逆变桥、LCL滤波电路；所述三相逆变系统通过线路阻抗接入微电网交流母线；其特征在于，包括以下步骤：1)在每个采样周期的起始点，对三相逆变系统输出电压u_a、u_b、u_c，输出电流i_a、i_b、i_c进行采样；2)将所述三相逆变系统输出电压u_a传送至数字锁相环，计算得到当前相位角频率ω_o和频率f；将所述三相逆变系统输出电压u_a、u_b、u_c从abc坐标系变换到αβ坐标系下，得到αβ坐标系下的电压u_α、u_β；将三相逆变系统输出电流i_a、i_b、i_c从abc坐标系变换到αβ坐标系下，得到αβ坐标系下的电流i_α、i_β；3)将αβ坐标系下的电流i_α、i_β变换到旋转dq坐标系下，得到旋转坐标系下的电流i_p、i_q；4)将电流i_p、i_q通过低通滤波器后，得到直流分量5)将直流分量变换到αβ坐标系下，得到直流分量电流6)用电流i_α、i_β减去直流分量电流得到αβ坐标系下的交流分量7)利用电流i_α、i_β，电压u_α、u_β计算三相逆变系统的瞬时有功功率p和无功功率q：$\left[\begin{array}{c}p\\ q\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{u}_{\alpha }& u_{\beta }\\ u_{\beta }& -u_{\alpha }\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\alpha }\\ i_{\beta }\end{array}\right];$8)利用瞬时有功功率p和无功功率q计算平均有功功率P和无功功率Q：$\left\{\begin{array}{c}P\left(k\right)=P(k-1)+\frac{1}{N}(p\left(k\right)-p(k-N))\\ Q\left(k\right)=Q(k-1)+\frac{1}{N}(q\left(k\right)-q(k-N))\end{array}\right.;$其中k为当前采样次数；N为一个电网周期里的总采样点数；p(k)为第k次采样的瞬时有功功率；q(k)为第k次采样的瞬时无功功率；P(k)为第k次采样的平均有功功率；Q(k)第k次采样的平均无功功率；9)利用所述平均有功功率P和无功功率Q，通过功率下垂控制计算得到参考电压幅值E和角频率ω：$\left\{\begin{array}{c}E=E^{*}-\mathrm{mQ}\\ \omega ={\omega }^{*}-\mathrm{nP}\end{array}\right.;$其中E^*、ω^*分别代表三相逆变系统的额定输出电压幅值和额定输出角频率，m、n分别为有功和无功的下垂系数；10)利用参考电压幅值E、角频率ω和相位进行三相电压合成，得到三相参考电压11)将合成得到的三相参考电压变换到αβ坐标系下，得到αβ坐标系下的参考电压12)将αβ坐标系下的电流i_α、i_β乘以虚拟电阻，再叠加到参考电压上，得到准谐振PR控制电压外环的电压参考值通过准谐振PR控制之后得到电流内环的参考电流13)将αβ坐标系下的交流分量相位取反，叠加到电流内环的参考电流上，得到参考电流14)将参考电流变换到abc坐标系下，得到电流无差拍控制的参考电流经过无差拍控制得到三相逆变桥驱动信号的占空比D_a、D_b、D_c，将占空比D_a、D_b、D_c传送至驱动保护电路，产生驱动信号，用来驱动三相逆变系统。