基于零序和负序电压注入的级联型并网逆变器直流侧平衡控制方法

摘要

本发明公开了一种基于零序和负序电压注入的级联型并网逆变器相间直流侧平衡的控制方法，该方法基于零序电压和负序电压注入相结合，并可分为如下部分：（1）整体直流电压控制，对于整体的直流电压控制，采用正序电流解耦的控制方法，并在正序解耦的基础上增加对系统不平衡的修正，电网电压和电流的正负序分解方法采用二次谐波滤除法；（2）直流侧相间平衡控制，分别计算出需要注入的零序电压分量及负序电压分量，并根据切换条件进行判定，普通情况下启用零序电压注入法，各相功率差异大时使用负序电压注入的方法。另外，使用零序电压注入需要满足最大输出的相电压不超过逆变器所能提供的最大值的条件。该方法将三相综合考虑，并在不同情况下注入不同相序的电压，兼顾了装置的输出性能和相间功率调节能力，对于三相级联型并网逆变器配合可再生能源大规模并网、大规模储能的应用具有重要的价值。

主权项

一种基于零序和负序电压注入的级联型并网逆变器直流侧平衡控制方法，该方法包括如下步骤：1)整体直流电压控制1.1)采集各相直流侧总电压值u_dcA，u_dcB，u_dcC，计算得到所有H桥单元直流侧电压总的平均值1.2)用指令电压均值减去所得差值经比例积分PI调节器，得到指令有功电流值1.3)利用park变换形成三相电流i_a，b，c的正序分量和三相电网电压e_a，b，c的负序分量1.4)正序解耦控制，利用得到旋转坐标系下的调制电压1.5)分别与进行叠加，再经过反park变换得到各相初始调制电压u_a，u_b，u_c；2)直流侧相间平衡控制2.1)用步骤1.1)中的分别减去u_dcA，u_dcB，u_dcC，所得的三个差值分别经过比例积分PI调节器，得到A、B、C各相功率与总平均功率的差值ΔP_A，ΔP_B，ΔP_C；2.2)ΔP_A，ΔP_B，ΔP_C进行park变换得到其αβ坐标系下的变换值ΔP_α和ΔP_β；2.3)为了抵消电网负序电压，逆变器需输出相同的负序电压，该负序电压在i相产生的有功功率为用ΔP_α，ΔP_β分别减去的park变换结果，得到ΔP_α和ΔP_β的各自修正值ΔP′_α和ΔP′_β；2.4)利用ΔP′_α和ΔP′_β以及逆变器输出正序电压、电流和电网负序电压计算得到需要注入的零序电压分量的幅值和相角V_z、θ_z及负序电压分量的幅值和相角 V_n、θ_n；2.5)使用零序电压注入需要满足最大输出的相电压不超过逆变器所能提供的最大值的条件，当零序电压注入法已经无法满足所需的功率调节能力时应自动切换为负序电压注入；2.6)将零序电压分量的幅值和相角V_z、θ_z或负序电压分量的幅值和相角V_n、θ_n叠加至步骤1.5)中的u_a，u_b，u_c，得到各相最终调制电压利用此调制电压可实现相间直流侧相间平衡控制。