一种具有复合功能的并网逆变器及并网逆变控制方法

摘要

本发明属电气工程、分布式发电和电能质量治理领域，旨在提供一种具有复合功能的并网逆变器及并网逆变控制方法。该并网逆变器包括带电容的直流母线，分布式电源或储能并网发电装置的直流输出端接至直流母线电容两端；还包括三组共直流母线的单相全桥逆变电路，每一组单相全桥逆变电路的输出均接至滤波器，滤波器的输出端均通过单相升压隔离变压器接入380V电压等级的配电网。本发明能有效地利用并网逆变器设备实现对并网点电能质量的有效治理，使并网逆变器具有一机多职的功能，实现其功能的复合化和多功能化，提高其性价比，降低系统的投资成本和运行维护费用，提高系统可靠性。所提控制方案原理清晰，可操作性强，运行可靠。

主权项

一种基于具有复合功能的并网逆变器系统的并网逆变控制方法，其特征在于，该并网逆变器系统包括具有复合功能的并网逆变器；而并网逆变器包括带电容的直流母线，分布式电源或储能并网发电装置的直流输出端接至直流母线电容两端；还包括三组共直流母线的单相全桥逆变电路，每一组单相全桥逆变电路的输出均接至滤波器，滤波器的输出端均通过单相升压隔离变压器接入380V电压等级的配电网；该并网逆变器系统还有一个用于控制单相全桥逆变电路触发脉冲的控制器；并至少还包括：测量并网逆变器机端电压的电压传感器，以及测量并网逆变器输出电流、滤波电感电流和网侧电流的电流传感器；并网逆变控制方法包括以下步骤：（1）控制器对并网逆变器机端电压传感器和其输出电流、滤波电感电流和网侧电流传感器的输出信号进行采样；（2）基于瞬时无功功率理论得到并网逆变器所需的功率跟踪电流指令信号igabc；（3）为了在常规并网逆变器的基础上复合对其并网点处电能质量的治理，获取所需投入的补偿电流分量ihabc，具体包括以下步骤：利用网侧电流isabc和隔离变压器高压侧电流ioabc间接计算总的等效负荷电流iabc；利用无锁相环电流检测技术对等效负荷电流和并网逆变器机端电压usabc进行检测，将abc坐标系下的负荷电流iabc沿着任意初始位置角θ0的dq坐标系投影，得到其在dq坐标系下的电流分量id和iq ；同时，将并网逆变器机端电压也沿该dq坐标系投影，得到对应的电压分量ud和uq；利用瞬时无功功率理论检测的正序基波有功电流分量，得到在该dq坐标系下的值ipd和ipq；由该dq坐标系到abc坐标系的反Park变换，得到正序基波有功分量在abc坐标系下的表达式ipabc；然后，由总的负荷电流iabc减去ipabc即可得到所需补偿的无功、谐波和负序分量ihabc ；（4）并网逆变器的输出电流信号与其指令电流irefabc=igabc+ihabc之差，经过PI调节器和输出限幅环节后，在三角载波调制作用下生成并网逆变器中功率器件所需的触发脉冲，以完成电能变换；该方法还包括对被控对象模型的降阶：将三相的并网逆变器等效为三个完全独立的单相逆变器，进而得到滤波电感电流iL和隔离变压器原边电流ip到逆变器输出电压uo之间的传递函数模型；利用加权电流反馈方法，实现高阶模型的降阶，将完整的5阶模型降为1阶，以利用该降阶模型实现PI控制。