一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法及系统，所述方法及系统采用双层控制策略，其中上层控制根据多逆变器并联系统中各台逆变器直流侧电源的荷电状态，从各台所述逆变器中选取一台合适的使能逆变器；下层控制在所述使能逆变器的工作电路中设置虚拟电阻控制环，针对所述使能逆变器进行主动阻尼控制，从而实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制。本发明专利技术所述的方法及系统只需对一台逆变器进行主动阻尼控制，即可实现所有逆变器的谐振抑制，并且在对逆变器实现阻尼控制的过程中，是利用电网系统现有的量测环节进行参数计算，因此只需引入最少的电路模块即可实现多逆变器并联谐振的抑制，大大降低了系统成本。

【技术实现步骤摘要】
一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法及系统
本专利技术涉及新能源发电并网控制
，特别是涉及一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法及系统。
技术介绍
众所周知，新能源与分布式发电技术近年来不断发展，电力电子逆变器成为新能源发电与并网的重要设备。电流控制型逆变器由于其并网简单、易于控制、且可根据新能源实际出力情况灵活运行等特点，在新能源发电与并网领域应用广泛。逆变器的运行主要通过脉宽调制(PWM)信号进行控制，因此会存在开关频率附近的高次谐波。为了不使PWM产生的高次谐波对电网造成不良影响，逆变器的输出端需要加入电路滤波器进行滤波。电感-电容-电感(LCL)型滤波器由于其良好的高频特性，对于PWM高频谐波具有良好的滤波特性，因此广泛应用于逆变器中。然而，由于LCL自身的特性存在谐振峰，同时当多台LCL滤波的逆变器并联运行时，还会存在额外的不稳定谐振的现象。不稳定谐振会严重影响逆变器的输出电能质量，同时也会为电网引入大量谐波。因此需要对谐振问题进行抑制，实现多逆变器较好的并网运行。传统的并联谐振抑制方法常常会引入额外的量测模块或电路模块。如文献“InvestigationandActiveDampingofMultipleResonancesinaParallel-Inverter-BasedMicrogrid”所示的谐振抑制方法，其在LCL电容上加入了额外的电压量测环节，采集电容电压形成微分闭环控制，进而抑制谐振。然而新引入的电压量测需要额外的系统成本，且微分控制对采样模块的误差精度要求较高。此控制策略虽然能够实现谐振的抑制，在成本和控制效果上都存在一定的不足。与此同时，如文献“AnActiveDamperforStabilizingPower-Electronics-BasedACSystems”所提出的谐振抑制方法，其没有引入额外的量测模块，主要于公共连接点(PCC)处并联一台可控整流器电路，通过对该整流器进行控制，实现其他LCL型变换器的谐振抑制。然而，该整流器的滤波器为L型，不同于系统内其余的LCL型整流器，与此同时，该整流器不承担电力电子变换器应有的功率变换的功能。因此相当于引入了额外的电气设备为系统抑制谐振，更加消耗成本，不利于工程应用。因此，如何引入尽量少的量测环节或电路模块，来实现多逆变器并联谐振的抑制，是本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法及系统，利用电网系统现有的量测环节获取所需参数，因此只需引入最少的电路模块即可实现多逆变器并联谐振的抑制，降低系统成本。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法，所述方法包括：获取多逆变器并联系统中各台逆变器直流侧电源的荷电状态；根据所述荷电状态从各所述逆变器中选取一台逆变器作为使能逆变器；在所述使能逆变器的工作电路中设置虚拟电阻控制环，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制。可选的，所述获取多逆变器并联系统中各台逆变器直流侧电源的荷电状态，具体包括：获取各所述逆变器直流侧电源的最大荷电状态和最小荷电状态；获取各所述逆变器直流侧电源的当前荷电状态。可选的，所述根据所述荷电状态从各所述逆变器中选取一台逆变器作为使能逆变器，具体包括：对于各所述逆变器中的第i台逆变器，判断所述第i台逆变器直流侧电源的当前荷电状态SOCi与所述最大荷电状态SOCimax、所述最小荷电状态SOCimin的大小，获得判断结果；当所述判断结果为SOCimin＜SOCi＜SOCimax时，计算所述第i台逆变器直流侧电源的所述最大荷电状态SOCimax和所述最小荷电状态SOCimin的平均值；获取所述平均值与所述第i台逆变器直流侧电源的所述当前荷电状态SOCi之间的差值；获取所述差值最接近于0的第i台逆变器作为所述使能逆变器。可选的，所述在所述使能逆变器的工作电路中设置虚拟电阻控制环，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制，具体包括：获取各所述逆变器的公共连接点电压；对所述公共连接点电压进行数字滤波，获得滤波后的公共连接点电压；获取虚拟电阻阻值；根据滤波后的所述公共连接点电压和所述虚拟电阻阻值计算虚拟电流；获取参考电流，所述参考电流由所述使能逆变器所需的功率输出值确定；将所述虚拟电流和所述参考电流叠加，获得叠加电流；获取所述使能逆变器的并网输出电流；获取所述叠加电流和所述并网输出电流的差值，将所述差值作为输入信号；对所述输入信号进行比例谐振控制，产生PWM信号；根据所述PWM信号控制所述使能逆变器的电压输出，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制。本专利技术还公开了一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制系统，所述系统包括：荷电状态获取模块，用于获取多逆变器并联系统中各台逆变器直流侧电源的荷电状态；使能逆变器获取模块，用于根据所述荷电状态从各所述逆变器中选取一台逆变器作为使能逆变器；控制环设置模块，用于在所述使能逆变器的工作电路中设置虚拟电阻控制环，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制。可选的，所述荷电状态获取模块具体包括：荷电状态获取单元，用于获取各所述逆变器直流侧电源的最大荷电状态和最小荷电状态；当前荷电状态获取单元，用于获取各所述逆变器直流侧电源的当前荷电状态。可选的，所述使能逆变器获取模块具体包括：判断结果获取单元，用于判断所述第i台逆变器直流侧电源的当前荷电状态SOCi与所述最大荷电状态SOCimax、所述最小荷电状态SOCimin的大小，获得判断结果；平均值获取单元，用于当所述判断结果为SOCimin＜SOCi＜SOCimax时，计算所述第i台逆变器直流侧电源的所述最大荷电状态SOCimax和所述最小荷电状态SOCimin的平均值；差值获取单元，用于获取所述平均值与所述第i台逆变器直流侧电源的所述当前荷电状态SOCi之间的差值；使能逆变器获取单元，用于获取所述差值最接近于0的第i台逆变器作为所述使能逆变器。可选的，所述控制环设置模块具体包括：电压获取单元，用于获取各所述逆变器的公共连接点电压；滤波单元，用于对所述公共连接点电压进行数字滤波，获得滤波后的公共连接点电压；虚拟电阻获取单元，用于获取虚拟电阻阻值；虚拟电流获取单元，用于根据滤波后的所述公共连接点电压和所述虚拟电阻阻值计算虚拟电流；参考电流获取单元，用于获取参考电流，所述参考电流由所述使能逆变器所需的功率输出值确定；叠加电流获取单元，用于将所述虚拟电流和所述参考电流叠加，获得叠加电流；并网电流获取单元，用于获取所述使能逆变器的并网输出电流；输入信号获取单元，用于获取所述叠加电流和所述并网输出电流的差值，将所述差值作为输入信号；PWM信号获取单元，用于对所述输入信号进行比例谐振控制，产生PWM信号；控制单元，用于根据所述PWM信号控制所述使能逆变器的电压输出，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法及系统，所述方法采用双层控制策略，其中上层控制根据多逆变器并联系统中各台逆变器直流侧电源的荷电状态，从各台所述逆变器中选取一台合适的使能逆变器；下层控制在所述使能逆变器的工作电路中设置虚拟电阻控制环，针对所述使能逆变器进行主动阻尼控制，从而实现所述多逆变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取多逆变器并联系统中各台逆变器直流侧电源的荷电状态；根据所述荷电状态从各所述逆变器中选取一台逆变器作为使能逆变器；在所述使能逆变器的工作电路中设置虚拟电阻控制环，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制。

【技术特征摘要】
1.一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取多逆变器并联系统中各台逆变器直流侧电源的荷电状态；根据所述荷电状态从各所述逆变器中选取一台逆变器作为使能逆变器；在所述使能逆变器的工作电路中设置虚拟电阻控制环，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多逆变器并联系统中各台逆变器直流侧电源的荷电状态，具体包括：获取各所述逆变器直流侧电源的最大荷电状态和最小荷电状态；获取各所述逆变器直流侧电源的当前荷电状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述荷电状态从各所述逆变器中选取一台逆变器作为使能逆变器，具体包括：对于各所述逆变器中的第i台逆变器，判断所述第i台逆变器直流侧电源的当前荷电状态SOCi与所述最大荷电状态SOCimax、所述最小荷电状态SOCimin的大小，获得判断结果；当所述判断结果为SOCimin＜SOCi＜SOCimax时，计算所述第i台逆变器直流侧电源的所述最大荷电状态SOCimax和所述最小荷电状态SOCimin的平均值；获取所述平均值与所述第i台逆变器直流侧电源的所述当前荷电状态SOCi之间的差值；获取所述差值最接近于0的第i台逆变器作为所述使能逆变器。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述使能逆变器的工作电路中设置虚拟电阻控制环，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制，具体包括：获取各所述逆变器的公共连接点电压；对所述公共连接点电压进行数字滤波，获得滤波后的公共连接点电压；获取虚拟电阻阻值；根据滤波后的所述公共连接点电压和所述虚拟电阻阻值计算虚拟电流；获取参考电流，所述参考电流由所述使能逆变器所需的功率输出值确定；将所述虚拟电流和所述参考电流叠加，获得叠加电流；获取所述使能逆变器的并网输出电流；获取所述叠加电流和所述并网输出电流的差值，将所述差值作为输入信号；对所述输入信号进行比例谐振控制，产生PWM信号；根据所述PWM信号控制所述使能逆变器的电压输出，实现所述多逆变器并联系统的谐振抑制。5.一种减小逆变器并联谐振的阻尼控制系统，其特征在于，所述系统包括：荷电状态获取模块，用于获取多逆变器并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，陈来军，张节潭，郑天文，李春来，杨立滨，郭岩，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司，国网青海省电力公司电力科学研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：青海,63