【技术实现步骤摘要】
弱电网下基于短路比的并网逆变器双模式控制方法
本专利技术涉及多逆变器系统并网的控制方法,尤其是涉及一种弱电网下基于短路比的并网逆变器双模式控制方法。
技术介绍
随着分布式发电系统的迅速发展,并网逆变器得到广泛应用。由于在地处偏远的分布式发电系统中存在长距离传输线以及大量变压装置,导致电网呈现一个不可忽略的等效阻抗,从而使电网呈现弱电网特性。此时,由多台并网逆变器构成的多逆变器系统并网运行时会与电网之间会形成一个动态的互联系统,该系统在其公共耦合点(pointofcommoncoupling,PCC)存在的电网阻抗将导致多逆变器系统并网稳定性下降,引起并网逆变器输出电流出现谐振。针对弱电网情况下的多台并网逆变器构成的多逆变器系统,其稳定性控制方法同样既有学术论文对此做了深入的理论分析,例如:1)栗向鑫等人发表于2017年8月《电力系统自动化》第41卷第16期上的《面向单相微电网的双模式并联逆变器协调控制方法》一文。该文指出对于电压控制方法,其优点是可以应用在并网/孤岛两种模式下,然而缺点是功率控制动态响应慢;电流控制方法的优点是动态响应快,但是不能应用在孤岛模式。因此该文提出采用分布式电源通过两个并联逆变器接入电网的结构,与传统方法不同的是,其中一个逆变器采用电压控制,另一个逆变器采用电流控制。但是,该文分析的是“双模式”是指逆变器的并网和脱网模式;同时,并未考虑逆变器在并网情况下由于短路比变化所引起的电流源与电压源模式之间相互切换的问题。2)王明玥等人发表于2016年8月《电工技术学报》第31卷第16期上的《三相逆变器的双模式及其平滑切换控制方法》一文。该 ...
【技术保护点】
1.一种弱电网下基于短路比的并网逆变器双模式控制方法,其特征在于,本控制方法所涉及的多逆变器系统包括N台并网逆变器,N为正整数,且N>1;本控制方法的步骤如下:步骤1,设置N台并网逆变器均运行在电流源模式;步骤2,从N台并网逆变器中任意选择1台并网逆变器,记为并网逆变器A,启动系统短路比检测算法,获得并网逆变器A的等效系统短路比,并记为λ;步骤3,设置并网逆变器A的等效系统短路比边界值δ,根据步骤2得到的并网逆变器A的等效系统短路比λ进行如下判断及操作:当满足λ>δ时,并网逆变器A保持运行在电流源模式;当满足λ≤δ时,并网逆变器A自适应切换到电压源模式;步骤4,结束本控制流程。
【技术特征摘要】
1.一种弱电网下基于短路比的并网逆变器双模式控制方法,其特征在于,本控制方法所涉及的多逆变器系统包括N台并网逆变器,N为正整数,且N>1;本控制方法的步骤如下:步骤1,设置N台并网逆变器均运行在电流源模式;步骤2,从N台并网逆变器中任意选择1台并网逆变器,记为并网逆变器A,启动系统短路比检测算法,获得并网逆变器A的等效系统短路比,并记为λ;步骤3,设置并网逆变器A的等效系统短路比边界值δ,根据步骤2得到的并网逆变器A的等效系统短路比λ进行如下判断及操作:当满足λ>δ时,并网逆变器A保持运行在电流源模式;当满足λ≤δ时,并网逆变器A自适应切换到电压源模式;步骤4,结束本控制流程。2.根据权利要求1所述的弱电网下基于短路比的并网逆变器双模式控制方法,其特征在于,步骤1所述电流源模式的控制步骤如下:步骤1.1,采集输出并网电流iga、igb、igc,采集公共耦合点电压upcca、upccb、upccc;步骤1.2,根据步骤1.1采集的公共耦合点电压upcca、upccb、upccc,经三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程得到公共耦合点电压dq轴分量upccd、upccq;将公共耦合点电压upcca、upccb、upccc经过锁相环PLL锁相得到公共耦合点电压相角θ;公共耦合点电压三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程为:公共耦合点电压相角θ的计算公式为:其中,ω0为公共耦合点电压的额定角频率,Kp_PLL为锁相环PI调节器的比例调节系数,Ki_PLL为锁相环PI调节器的积分调节系数,s为拉普拉斯算子;步骤1.3,根据步骤1.2得到的公共耦合点电压相角θ,经过三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换,将步骤1.1采集的输出并网电流iga、igb、igc转化为两相旋转坐标系下的输出并网电流dq分量igd和igq;输出并网电流由三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程为:步骤1.4,设置输出并网电流指令信号igdref、igqref,并根据步骤1.3得到的输出并网电流dq分量igd和igq,通过电网电流闭环控制方程得到控制信号ud和uq;电网电流闭环控制方程为:其中,Kp为电网电流闭环控制方程中电流调节器的比例系数,Ki为电网电流闭环控制方程中电流调节器的积分系数;步骤1.5,根据步骤1.2得到的公共耦合点电压相角θ,将步骤1.4得到的控制信号ud和uq经过两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换方程,转化为三相静止坐标系下的控制信号分量ua、ub、uc;控制信号由两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换方程为:ua=udcosθ-uqsinθ步骤1.6,根据步骤1.5得到的三相静止坐标系下的控制信号分量ua、ub、uc,分别与步骤1.1得到的公共耦合点电压upcca、upccb、upccc相加,得到三相全桥并网逆变器桥臂电压控制信号分别为:ua+upcca、ub+upccb、uc+upccc,再经过SVPWM调制生成并网逆变器功率器件的开关信号,经过驱动电路控制三相全桥并网逆变器功率器件的开通和关断。3.根据权利要求1所述的弱电网下基于短路比的并网逆变器双模式控制方法,其特征在于,步骤2所述系统短路比检测算法步骤如下:步骤2.1,设置并网逆变器A的实际功率系数百分比为ρ1;步骤2.2,在公共耦合点PCC处注入频率75Hz的非特征次谐波电流;步骤2.3,采样公共耦合点PCC处的谐波响应电压upcch_1和谐波响应电流igh_1;步骤2.4,通过快速傅里叶算法FFT分别对谐波响应电压upcch_1和谐波响应电流igh_1进行频谱分析,分别获得在75Hz频率处谐波响应电压分量的幅值|Upcch_75Hz_1|、75Hz频率处谐波响应电压分量的相位∠Upcch_75Hz_1、75Hz频率处的谐波响应电流分量的幅值|Ipcch_75Hz_1|、75Hz频率处的谐波响应电流分量的相位∠Ipcch_75Hz_1;根据下式得到在75Hz频率处电网阻抗的幅值|Zg_1|和75Hz频率处电网阻抗的相位∠Zg_1:∠Zg_1=∠Upcch_75Hz_1-∠Ipcch_75Hz_1;步骤2.5,根据步骤2.3得到的在75Hz频率处电网阻抗的幅值|Zg_1|和75Hz频率处电网阻抗的相位∠Zg_1,按照下式计算得到电网阻抗辨识值Zg_est_1:步骤2.6,再次设置并网逆变器A的实际功率系数百分比,并记为二次实际功率系数百分比ρ2;步骤2.7,再次在公共耦合点PCC处注入频率75Hz的非特征次谐波电流;步骤2.8,再次采样公共耦合点PCC处的谐波响应电压和谐波响应电流并分别记为二次谐波响应电压upcch_2和二次谐波响应电流igh_2;步骤2.9,通过快速傅里叶算法FFT分别对二次谐波响应电压upcch_2和二次谐波响应电流igh_2进行频谱分析,分别获得在75Hz频率处二次谐波响应电压分量的幅值|Upcch_75Hz_2|、75Hz频率处谐波二次响应电压分量的相位∠Upcch_75Hz_2、75H...
【专利技术属性】
技术研发人员:张兴,李明,潘海龙,郭梓暄,陈巧地,刘晓玺,李飞,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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