发明名称 一种适用于并网逆变器的低电压穿越控制方法
摘要 本发明公开了一种并网逆变器的低电压穿越控制方法,通过跌落状态判断器来判断电网是否正常工作,具有电网判定时间快的特点。在具体的配置中,控制电流给定计算模块计算出电网正常及跌落时的给定电流目标值,控制前馈权重计算模块再根据电网的电压状态,分配不同电压前馈量的合理比重,从而抑制电网电压跌落瞬间的电流冲击,加快电网电压跌落后电流波形的恢复速度,使电网电压跌落期间维持逆变器输出的三相电流平衡,这样保证了并网逆变器不脱网且符合逆变器国家标准并网要求。
申请公布号 CN103887818A 申请公布日期 2014.06.25
申请号 CN201410097930.3 申请日期 2014.03.17
申请人 电子科技大学 发明人 张刚;曾斌;李凯;孙宁波;徐红兵;严国庆
分类号 H02J3/38(2006.01)I 主分类号 H02J3/38(2006.01)I
代理机构 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 代理人 温利平
主权项 1.一种适用于并网逆变器的低电压穿越控制方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)、采集电网的电压、电流信号和直流侧电压信号;通过并网逆变器中控制器的高精度外部AD采样芯片采集并网逆变器的电压和电流信号,并将采集的电网电压、电流信号和直流侧电压信号传输到数字信号处理器DSP中; (2)、数字信号处理器DSP将接收到的电压、电流信号用于控制算法运算; (2.1)、电网三相电压v<sub>a</sub>、v<sub>b</sub>和v<sub>c</sub>通过双同步坐标系解耦锁相环(DDSRF-PLL)模块进行clark-park变换并进行正负序分解运算,得到电网电压基波正序分量的瞬时值<img file="FDA0000477981440000011.GIF" wi="362" he="79" />再经过低通滤波器(LPF)滤除谐波分量的影响,得到电网电压基波正序分量的平均值<img file="FDA0000477981440000012.GIF" wi="368" he="75" />同时通过clark-park变换,将电网电流i<sub>a</sub>、i<sub>b</sub>和i<sub>c</sub>从abc静止坐标系变换到dq旋转坐标系下进行运算,得到电网电流的反馈值<img file="FDA0000477981440000013.GIF" wi="188" he="77" />(2.2)、将电网电压基波正序分量的瞬时值<img file="FDA0000477981440000014.GIF" wi="132" he="78" />送入到跌落状态判断器,判断电网电压是否进入跌落状态,再将其输出跌落深度系数σ反馈给电流给定计算器和前馈权重计算模块;设电网电压处于理想状态时的相电压峰值为常数A,电网电压经过正负序分解运算后得到的电网电压基波正序分量<img file="FDA0000477981440000015.GIF" wi="130" he="78" />也为常数A,因此可由<img file="FDA0000477981440000016.GIF" wi="139" he="78" />的跌落幅值来判断电网电压的跌落深度,跌落深度系数σ的值为:<img file="FDA0000477981440000017.GIF" wi="628" he="134" />根据国家电网标准GBT12325-2008《电能质量供电电压偏差》规定,220V单相供电电压偏差为标称电压的-10%~+7%,因此,当跌落深度系数σ小于等于0.1,则电网电压为正常状态;当跌落深度系数σ大于0.1,则判断电网电压进入电压跌落状态; (2.3)、计算当前拍的电流控制模块的电流正序目标值<img file="FDA0000477981440000018.GIF" wi="82" he="73" />和<img file="FDA0000477981440000019.GIF" wi="103" he="79" />当电网电压为正常状态时,即σ≤0.1,将逆变器的功率指令信号为P<sup>*</sup>和Q<sup>*</sup>,以及电网电压基波正序分量的平均值<img file="FDA00004779814400000110.GIF" wi="320" he="81" />输入到电流给定计算器,分别 计算出当前拍的电流控制模块的电流正序目标值<img file="FDA0000477981440000021.GIF" wi="80" he="79" />和<img file="FDA0000477981440000022.GIF" wi="109" he="79" />计算公式为:<img file="FDA0000477981440000023.GIF" wi="788" he="321" />将上一拍计算出的值赋给当前拍,当前拍的值作为电流控制模块的输入值,计算公式为:<img file="FDA0000477981440000024.GIF" wi="699" he="169" />当判断电网电压进入电压跌落状态时,即σ>0.1时,电流给定计算器模块则停止赋值,同时电流控制模块的输入值保持电网电压正常时刻的值,即: <img file="FDA0000477981440000025.GIF" wi="903" he="170" />(2.4)、将得到的电网电流的反馈值<img file="FDA0000477981440000026.GIF" wi="146" he="75" />和当前拍的电流控制模块的电流正序目标值<img file="FDA0000477981440000027.GIF" wi="72" he="77" />和<img file="FDA0000477981440000028.GIF" wi="76" he="80" />同时输入到电流控制模块,目标值减去反馈值得到的差值经PI控制器和解耦控制后,得到指令电压<img file="FDA0000477981440000029.GIF" wi="66" he="74" />和<img file="FDA00004779814400000210.GIF" wi="95" he="80" />(2.5)、将步骤(2.1)中获取到<img file="FDA00004779814400000211.GIF" wi="330" he="78" />和<img file="FDA00004779814400000212.GIF" wi="340" he="81" />同时输入到前馈权重计算模块,得到前馈项<img file="FDA00004779814400000213.GIF" wi="56" he="70" />和<img file="FDA00004779814400000214.GIF" wi="86" he="78" />根据跌落深度系数σ,由前馈权重计算模块计算出前馈项<img file="FDA00004779814400000215.GIF" wi="56" he="74" />和<img file="FDA00004779814400000216.GIF" wi="58" he="79" />的值;当电网电压正常时,即σ≤0.1时,前馈项<img file="FDA00004779814400000217.GIF" wi="546" he="80" />当电网电压进入电压跌落状态时,即σ>0.1时,前馈项<img file="FDA00004779814400000218.GIF" wi="54" he="74" />和<img file="FDA00004779814400000219.GIF" wi="50" he="78" />的值由权重系数α<sub>1</sub>和α<sub>2</sub>分配<img file="FDA00004779814400000220.GIF" wi="319" he="80" />与<img file="FDA00004779814400000221.GIF" wi="336" he="80" />的比例决定,计算公式如下:α<sub>1</sub>+α<sub>2</sub>=1  α<sub>1</sub>、α<sub>2</sub>∈[0,1] <img file="FDA00004779814400000222.GIF" wi="539" he="157" /><img file="FDA00004779814400000223.GIF" wi="525" he="157" />其中σ∈[0,1]; 前馈权重计算模块的计算公式: <img file="FDA00004779814400000224.GIF" wi="585" he="172" />(2.6)、将步骤(2.4)获取的指令电压<img file="FDA0000477981440000031.GIF" wi="68" he="72" />和<img file="FDA0000477981440000032.GIF" wi="69" he="79" />和步骤(2.5)获取的前馈项<img file="FDA0000477981440000033.GIF" wi="55" he="73" />和<img file="FDA0000477981440000034.GIF" wi="54" he="79" />分别相加后,并与直流稳压电容侧电压V<sub>dc</sub>共同送入到SVPWM空间矢量PWM调制模块,产生6路脉宽调制PWM信号来控制功率开关管的开通与关断。
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