一种三相并网逆变器并网电流的控制方法

摘要

本发明公开了一种三相并网逆变器并网电流的控制方法，对一个电网周期T内并网电流的N个采样点采用独立的PI控制算法，即若要控制当前电网周期中第m，m＝1，2，…，N个采样点的电流波形，则可通过将此前电网所有周期中第m个采样点的误差量计算的PI值作为当前电网周期k的第m个采样点的控制量，由此来降低相邻相位点之间的扰动，从而使系统更好地跟踪电流指令，提高并网电流的控制精度，使并网电流快速并且准确地达到与电网电压同频同相，以减小电流波形失真和相位误差。

主权项

1.一种三相并网逆变器并网电流的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、三相并网逆变器的采样电路对三相电网电压、并网电流进行采样，采样周期为T_s，得到一个电网周期T内N组三相相电压V_{a_m}、V_{b_m}、V_{c_m}以及并网电流值I_{a_m}、I_{b_m}、I_{c_m}，其中N＝T/T_s，m＝1，2，…，N，m表示电网周期T内第几次采样，a，b，c分别代表三相电网的三相；(2)、对每个采样周期内采样的三相电压V_{a_m}、V_{b_m}、V_{c_m}以及并网电流值I_{a_m}、I_{b_m}、I_{c_m}进行CLARK(3s-2s)变换得出在静止坐标系α、β轴上的分量V_{α_m}、V_{β_m}、I_{α_m}、I_{β_m}，然后进行PARK(2s-2r)变换得到在旋转坐标系d、q轴上的分量分别为V_{d_m}、V_{q_m}、I_{d_m}、I_{q_m}；对变换过来的分量I_{d_m}、I_{q_m}与参考量和分别进行比较，计算出两者之间的差值：$I_{d_{\mathrm{err}\_m}}\left(k\right)=I_{d_{\mathrm{ref}}}-I_{d\_m}\left(k\right)$$I_{q_{\mathrm{err}\_m}}\left(k\right)=I_{q_{\mathrm{ref}}}-I_{q\_m}\left(k\right)$其中参考量为通过最大功率跟踪算法，根据太阳能电池板阵列输出电压V_dc和电流I_dc计算所得到的电流指令，而参考量k为当前周期；(3)、将差值作为PI控制器的输入，进行PI控制，得到输出：${\mathrm{PI}}_{d\_m}={\mathrm{Kp}*I}_{d_{\mathrm{err}\_m}}\left(k\right)+{\mathrm{Ki}*[I}_{d_{\mathrm{err}\_m}}\left(k\right)+{K*I}_{d_{\mathrm{err}\_m}}(k-1)$${+K}^2*I_{d_{\mathrm{err}\_m}}(k-2)+......+K^k*I_{d_{\mathrm{err}\_m}}\left(0\right)]$${\mathrm{PI}}_{q\_m}={\mathrm{Kp}*I}_{}\left(k\right)+{\mathrm{Ki}*[I}_{q_{\mathrm{err}\_m}}\left(k\right)+{K*I}_{q_{\mathrm{err}\_m}}(k-1)$${+K}^2*I_{q_{\mathrm{err}\_m}}(k-2)+......+K^k*I_{q_{\mathrm{err}\_m}}\left(0\right)]$其中：K_p、K_i为PI控制器的比例系数和积分系数，Id_{_m}(k)、I_{q_m}(k)表示当前周期k中采样点为m(0≤m≤N)时，由并网电流计算出的在d、q轴上的分量，分别表示为I_{d_m}(k)、I_{q_m}(k)与参考和之间的差值；为前一电网周期中采样点为m时并网电流在d、q轴上的分量与参考之间的误差，$I_{d_{\mathrm{err}\_m}}(k-1),I_{q_{\mathrm{err}\_m}}\left(\text{k-1}\right)...I_{d_{\mathrm{err}\_m}}\left(0\right),I_{q_{\mathrm{err}\_m}}\left(0\right)$则为此前2，3…，k个电网周期中采样点为m时并网电流在d、q轴上的分量与参考之间的误差，并且K为积分环节中误差的衰减系数，可K取为＜1但接近于1的数；(4)、将三相电网电压在旋转坐标系d、q轴上的分量V_{d_m}、V_{q_m}和电感上的耦合分量ωLI_{d_m}、ωLI_{q_m}和PI控制器输出PI_{d_m}、PI_{q_m}合成总的控制量E_{d_m}、E_{q_m}：$\left\{\begin{array}{c}{E}_{d\_m}=V_{d\_m}-{\mathrm{\omega LI}}_{q\_m}+{\mathrm{PI}}_{d\_m}\\ E_{q\_m}=V_{q\_m}+{\mathrm{\omega LI}}_{d\_m}+{\mathrm{PI}}_{q\_m}\end{array}\right.$其中，L为三相光伏逆变器中逆变桥电路输出端的滤波电感的电感值，ω为电网角频率；(5)、控制量E_{d_m}、E_{q_m}经过PARK(2s-2r)反变换转换到静止坐标系，然后依据SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)算法，计算得到控制三相并网逆变器中逆变桥电路功率开关管开通、关断的脉宽调制信号，实现对并网电流的控制。