分布式发电系统中三相逆变器的电流式控制方法

摘要

本发明公开了一种分布式发电系统中三相逆变器的电流式控制方法，控制系统分为相位生成模块和幅度调节模块。相位生成模块在并网运行时，获取电网电压的相位；孤岛运行时，通过对额定电网角频率积分生成相位。幅度调节模块中，由外向内依次为电网电流环、电容电压环，同时在电网电流环的输出有限幅器。当并网运行时，限幅器不起作用，逆变器控制成电流源；当孤岛运行时，电网电流环无法调节电网电流，限幅器起作用，逆变器控制成电压源。

主权项

一种分布式发电系统中三相逆变器的电流式控制方法，其特征在于，包括相位生成、幅度调节和并网与孤岛两种运行模式的切换，其中：(1)相位生成采用一个相位生成模块来生成三相逆变器的相位，具体如下述步骤：(1.1)检测三相电网电压vgabc，经过式(1)所示的旋转变换，得到电网电压D、Q轴的分量vgd和vgq，旋转变换的相位由后面的步骤(1.4)的输出提供； x d x q = 2 3 cos θ cos ( θ - 2 3 π ) cos ( θ + 2 3 π ) - sin θ - sin ( θ - 2 3 π ) - sin ( θ + 2 3 π ) x a x b x c - - - ( 1 ) (1.2)电网电压Q轴分量vgq经过第一比例积分调节器，其输出ωg作为数据选择器的第二输入；(1.3)数据选择器的第一输入为额定角频率值ωref，数据选择器的输出作为第一限幅器的输入；(1.4)第一限幅器的输出ω经过积分器得到逆变器的相位θ；(2)幅度调节采用一个幅度调节模块来调节三相滤波电容电压和三相电网电流的幅度，具体如下述步骤：(2.1)检测三相电网电流igabc，经过式(1)所示的旋转变换，得到电网电流D、Q轴分量igd和igq，旋转变换的相位θ由相位生成步骤(1.4)提供；(2.2)电网电流D轴指令Igref与电网电流D轴分量igd之差作为第二比例积分调节器的输入，其输出经过第二限幅器之后，作为第一加法器的一个输入，同时电网电流Q轴分量igq经过第二比例调节器后作为第一加法器的另一个输入，第一加法器的输出为滤波电容电压D轴指令vCrefd；(2.3)电网电流Q轴指令为零，它与电网电流Q轴分量igq之差作为第三比例积分调节器的输入，其输出经过第三限幅器之后，作为第二加法器的一个输入，同时电网电流D轴分量igd经过第一比例调节器后作为第二加法器的另一个输入，第二加法器的输出为滤波电容电压Q轴指令vCrefq；(2.4)检测三相滤波电容电压vCabc，经过式(1)所示的旋转变换，得到滤波电容D、Q轴分量vCd和vCq，旋转变换的相位θ由相位生成步骤(1.4)提供；(2.5)滤波电容电压D轴指令vCrefd与滤波电容电压D轴分量vCd之差作为电容电压闭环控制器的一个输入，滤波电容电压Q轴指令vCrefq与滤波电容电压Q轴分量vCq之差作为电容电压闭环控制器的另一个输入，电容电压闭环控制器输出占空比D、Q轴分量dd和dq；(2.6)占空比DQ轴分量dd和dq经过式(2)所示的反旋转变换得到三相占空比da、db和dc，其中反旋转变换的相位θ由相位生成步骤(1.4)提供，然后通过脉冲宽度调制器，生成六路脉冲宽度调制信号分别控制三相逆变器中的六个全控功率器件 x a x b x c = cos θ - sin θ cos ( θ - 2 3 π ) - sin ( θ - 2 3 π ) cos ( θ + 2 3 π ) - sin ( θ + 2 3 π ) x d x q ; - - - ( 2 ) 并网与孤岛两种运行模式的切换包括从并网模式向孤岛模式切换和从孤岛模式向并网模式切换，其中：(3)从并网模式向孤岛模式切换步骤如下：(3.1)分布式发电系统检测到孤岛已经发生；(3.2)断开并网开关；(3.3)相位生成模块中的数据选择器从第二输入切换到第一输入；(4)从孤岛模式向并网模式切换步骤如下：(4.1)分布式发电系统检测到电网已经正常；(4.2)相位生成模块中的数据选择器从第一输入切换到第二输入；(4.3)当电网电压Q轴分量调节到零后，闭合并网开关。