一种谐波下垂控制的逆变器并联谐波环流抑制方法

摘要

本发明公开了一种谐波下垂控制的逆变器并联谐波环流抑制方法，包括谐波下垂控制、功率下垂控制及电压控制。谐波下垂控制通过快速傅里叶FFT变换分频检测特征次谐波功率，根据谐波下垂特性，计算出逆变器输出的特征次谐波参考电压；功率下垂控制计算出基波参考电压；两者合成作为逆变器输出参考电压，从而有效地降低逆变器输出电压畸变，抑制逆变器间谐波环流，实现功率精确分配。本发明解决了非线性负荷大量接入并联系统时，系统电压畸变严重、谐波环流增大等问题，可有效应用于工业特种电源、UPS、分布式供能系统。

主权项

一种谐波下垂控制的逆变器并联谐波环流抑制方法，包括带非线性负荷的多逆变器并联系统，所述多逆变器并联系统包括若干个并联的逆变器，所述逆变器包括直流电源、逆变电路、LC滤波电路、线路阻抗、处理器、驱动保护电路；所述直流电源、逆变电路、LC滤波电路依次连接，所述LC滤波电路通过线路阻抗接入交流母线；所述处理器输入端与所述LC滤波电路连接；所述处理器输出端与所述驱动保护电路输入端连接；所述逆变电路包括两个并联的桥臂，所述桥臂由两个全控型功率器件串联组成，所述驱动保护电路驱动所述逆变电路中的全控型功率器件，其特征在于，该方法为：1）在每个采样周期的起始点，处理器将LC滤波电路滤波电容电压uo和滤波电容电流ic、线路电流io分别进行采样与处理；2）将LC滤波电路电容电压uo移相90°后，与线路电流io相乘得到虚拟瞬时无功功率q，LC滤波电路电容电压uo与线路电流io相乘得到瞬时有功功率p；3）瞬时有功功率p经数字低通滤波得到逆变器基波有功功率平均值P，虚拟瞬时无功功率q经数字带通滤波得到逆变器基波无功功率平均值Q；4）对逆变器空载输出参考电压幅值E*、空载参考角频率ω*、基波有功功率平均值P、基波无功功率平均值Q进行功率下垂控制，计算得出基波参考电压ur1；5）对瞬时有功功率p和虚拟瞬时无功功率q进行快速傅里叶变换FFT，得到逆变器输出的h次谐波的有功功率平均值Ph和无功功率平均值Qh；6）对逆变器空载参考角频率ω*与h次谐波的有功功率平均值Ph、无功功率平均值Qh进行h次谐波下垂控制运算，得到逆变器输出h次谐波参考电压的有效值Eh和角频率ωh；7）由h次谐波参考电压的有效值Eh和角频率ωh合成得到h次谐波参考电压urh；8）将h次谐波参考电压urh和基波参考电压ur1进行叠加，得到逆变器输出参考电压ur；9）引入虚拟电阻Rv，将逆变器输出参考电压ur减去线路电流io与虚拟电阻Rv的乘积，得到LC滤波电路电容电压参考值u*r；10）LC滤波电路电容电压参考值u*r和LC滤波电路滤波电容电压uo经过准谐振控制，得到LC滤波电路电容电流的参考值ic*；11）LC滤波电路电容电流的参考值ic*和滤波电容电流ic经过比例调节得到SPWM调制波d，SPWM调制波和三角载波进行双极性调制，得到全控型功率器件的占空比信号，经驱动保护电路，控制全控型功率器件的开通与关断。