逆变器输出电压的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种逆变器输出电压的控制方法及装置，该方法包括：对逆变器输出给负载的三相输出电压进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电压反馈值Ud和第二电压反馈值Uq；利用第一加法器对第一电压反馈值Ud和预设的第一负载电压值Ud*进行计算，输出第一计算结果，对第一计算结果进行PIR控制，输出第一补偿交流量；利用第二加法器对第二电压反馈值Uq和预设的第二负载电压值Uq*进行计算，输出第二计算结果，对第二计算结果进行PIR控制，输出第二补偿交流量；对第一补偿交流量和第二补偿交流量进行反坐标变换，得到三相补偿电压，对三相补偿电压进行正弦脉宽调制，得到脉冲信号，将脉冲信号作为补偿量传输给逆变器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及逆变器控制
，尤其涉及一种逆变器输出电压的控制方法及装置。
技术介绍
逆变器是将从电网侧获取的质量不高的交流电能或者将直流蓄电池、其他各种可再生能源(如风能、太阳能)产生的电能转换成的高质量的交流电能，以满足负载的要求，从而给灵敏的电子设备供电，因此逆变器是电力电子装置的重要组成部分之一。目前应用领域中对供电的电能质量的要求不断提高，同时随着分布式发电系统的迅猛发展，逆变器的重要性也变得愈专利技术显。新型的分布式发电系统的关键技术之一是研制出使电网与各种发电装置可靠联结的电力电子设备，而逆变器就是这种电力电子设备的核心装置。目前，对基于线性负载的传统逆变器的研发已经比较完善和成熟，而对基于非线性负载的新型逆变器的特点和性能的研究很少。这与目前大量工作于非线性负载的电力电子设备的广泛应用是不同步的。因此对基于非线性负载的逆变器的特点和性能进行研究具有重要意义。分布式发电的发展趋势是多种逆变器组成的微电网应用。在大多数情况下，实际系统中的负载应该是含有非线性负载。逆变器除了要完成电能交直流形式的转换外还应能在线性及非线性负载下提供稳定高质量的电能。以下介绍两种现有的逆变器控制方法：(1)功率-电压-电流三环控制方法此方法利用下垂特性设计了逆变器的功率外环控制器，这种逆变器的功率外环控制器不仅利用电压闭环控制器提高了对逆变器输出端电压的控制能力，并利用电流闭环控制器提高了系统的响应速度，最主要的是其实现了逆变器基于本地信息的功率自动分配功能。对于高压发、输电线路阻抗以感性为主的传统电网实用性较强，但对线路阻抗以阻性为主的中、低压配电网的系统来说，线路阻抗以阻性为主将对上述控制方法的控制性能产生不利影响。该方法中逆变器可通过对其电压和电流闭环控制参数的调节，使逆变器等效输出阻抗在基频段内为感性，从而实现对线路阻感比的调节作用，改善逆变器的功率分配性能。该方法的缺点如下：由于功率-电压-电流三环控制方法中设定电压和电流闭环控制参数需兼顾逆变器的稳定性要求，所以这种方法对逆变器通过戴维南或者诺顿等效的输出阻抗调节范围相对比较小，在非线性负载工况下对逆变器输出电压控制性能的改进作用有限。(2)虚拟阻抗控制方法为了克服“功率-电压-电流”三环下垂控制性能下线路阻抗以阻性为主的不利影响，改善逆变器功率控制性能，提出了虚拟阻抗控制方法。此方法通过从电压闭环指令中减去逆变器输出电流在虚拟阻抗上压降的方式，利用对虚拟阻抗的调节来实现对逆变器等效输出阻抗的调节，进而实现了对线路阻抗比的调节作用，这种方法与上述三环控制方法相比，可有效抑制线路阻抗以阻性为主对逆变器输出功率控制性能的不利影响。该方法的缺点如下：虚拟阻抗控制方法主要针对基频阻抗配比进行调节，无法实现逆变器谐波阻抗的调节，进而无法对非线性负载条件下的逆变器输出电压进行调节。因此，对于非线性负载工况下对逆变器输出电压进行改善的问题，目前并未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种逆变器输出电压的控制方法及装置，以至少解决如何在非线性负载工况下对逆变器输出电压进行有效改善的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种逆变器输出电压的控制方法，包括：对逆变器输出给负载的三相输出电压进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电压反馈值Ud和第二电压反馈值Uq；利用第一加法器对所述第一电压反馈值Ud和预设的第一负载电压值Ud*进行计算，输出第一计算结果，对所述第一计算结果进行比例积分谐振(ProportionIntegralResonant，简称为PIR)控制，输出第一补偿交流量；利用第二加法器对所述第二电压反馈值Uq和预设的第二负载电压值Uq*进行计算，输出第二计算结果，对所述第二计算结果进行PIR控制，输出第二补偿交流量；对所述第一补偿交流量和所述第二补偿交流量进行反坐标变换，得到三相补偿电压，对所述三相补偿电压进行正弦脉宽调制，得到脉冲信号，将所述脉冲信号作为补偿量传输给所述逆变器。在一个实施例中，所述第一负载电压值Ud*和所述第一负载电压值Uq*均为直流量。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种逆变器输出电压的控制方法，包括：对逆变器输出给负载的三相输出电压进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电压反馈值Ud和第二电压反馈值Uq；利用第一加法器对所述第一电压反馈值Ud和预设的第一负载电压值Ud*进行计算，输出第一计算结果，对所述第一计算结果进行比例积分谐振PIR控制，将其输出作为第一电流给定值Id*；利用第二加法器对所述第二电压反馈值Uq和预设的第二负载电压值Uq*进行计算，输出第二计算结果，对所述第二计算结果进行PIR控制，将其输出作为第二电流给定值Iq*；对所述逆变器的三相输出电流进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电流反馈值Id和第二电流反馈值Iq；利用第三加法器对所述第一电流反馈值Id和所述第一电流给定值Id*进行计算，输出第三计算结果，对所述第三计算结果进行PIR控制，输出第一补偿交流量；利用第四加法器对所述第二电流反馈值Iq和所述第二电流给定值Iq*进行计算，输出第四计算结果，对所述第四计算结果进行PIR控制，输出第二补偿交流量；对所述第一补偿交流量和所述第二补偿交流量进行反坐标变换，得到三相补偿电压，对所述三相补偿电压进行正弦脉宽调制，得到脉冲信号，将所述脉冲信号作为补偿量传输给所述逆变器。在一个实施例中，所述第一负载电压值Ud*和所述第一负载电压值Uq*均为直流量。根据本专利技术的一个方面，提供了一种逆变器输出电压的控制装置，包括：坐标变换单元，用于对逆变器输出给负载的三相输出电压进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电压反馈值Ud和第二电压反馈值Uq；第一加法器，用于对所述第一电压反馈值Ud和预设的第一负载电压值Ud*进行计算，输出第一计算结果；第一PIR控制器，用于对所述第一计算结果进行PIR控制，输出第一补偿交流量；第二加法器，用于对所述第二电压反馈值Uq和预设的第二负载电压值Uq*进行计算，输出第二计算结果；第二PIR控制器，用于对所述第二计算结果进行PIR控制，输出第二补偿交流量；反坐标变换单元，用于对所述第一补偿交流量和所述第二补偿交流量进行反坐标变换，得到三相补偿电压；正弦脉宽调制单元，用于对所述三相补偿电压进行正弦脉宽调制，得到脉冲信号，将所述脉冲信号作为补偿量传输给所述逆变器。在一个实施例中，所述第一负载电压值Ud*和所述第一负载电压值Uq*均为直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器输出电压的控制方法，其特征在于，包括：对逆变器输出给负载的三相输出电压进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电压反馈值Ud和第二电压反馈值Uq；利用第一加法器对所述第一电压反馈值Ud和预设的第一负载电压值Ud*进行计算，输出第一计算结果，对所述第一计算结果进行比例积分谐振PIR控制，输出第一补偿交流量；利用第二加法器对所述第二电压反馈值Uq和预设的第二负载电压值Uq*进行计算，输出第二计算结果，对所述第二计算结果进行PIR控制，输出第二补偿交流量；对所述第一补偿交流量和所述第二补偿交流量进行反坐标变换，得到三相补偿电压，对所述三相补偿电压进行正弦脉宽调制，得到脉冲信号，将所述脉冲信号作为补偿量传输给所述逆变器。

【技术特征摘要】
1.一种逆变器输出电压的控制方法，其特征在于，包括：
对逆变器输出给负载的三相输出电压进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电
压反馈值Ud和第二电压反馈值Uq；
利用第一加法器对所述第一电压反馈值Ud和预设的第一负载电压值Ud*进行计
算，输出第一计算结果，对所述第一计算结果进行比例积分谐振PIR控制，输出第一
补偿交流量；
利用第二加法器对所述第二电压反馈值Uq和预设的第二负载电压值Uq*进行计
算，输出第二计算结果，对所述第二计算结果进行PIR控制，输出第二补偿交流量；
对所述第一补偿交流量和所述第二补偿交流量进行反坐标变换，得到三相补偿电
压，对所述三相补偿电压进行正弦脉宽调制，得到脉冲信号，将所述脉冲信号作为补
偿量传输给所述逆变器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一负载电压值Ud*和所述
第一负载电压值Uq*均为直流量。
3.一种逆变器输出电压的控制方法，其特征在于，包括：
对逆变器输出给负载的三相输出电压进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电
压反馈值Ud和第二电压反馈值Uq；
利用第一加法器对所述第一电压反馈值Ud和预设的第一负载电压值Ud*进行计
算，输出第一计算结果，对所述第一计算结果进行比例积分谐振PIR控制，将其输出
作为第一电流给定值Id*；
利用第二加法器对所述第二电压反馈值Uq和预设的第二负载电压值Uq*进行计
算，输出第二计算结果，对所述第二计算结果进行PIR控制，将其输出作为第二电流
给定值Iq*；
对所述逆变器的三相输出电流进行坐标变换，得到dq坐标系下的第一电流反馈
值Id和第二电流反馈值Iq；
利用第三加法器对所述第一电流反馈值Id和所述第一电流给定值Id*进行计算，
输出第三计算结果，对所述第三计算结果进行PIR控制，输出第一补偿交流量；
利用第四加法器对所述第二电流反馈值Iq和所述第二电流给定值Iq*进行计算，

\t输出第四计算结果，对所述第四计算结果进行PIR控制，输出第二补偿交流量；
对所述第一补偿交流量和所述第二补偿交流量进行反坐标变换，得到三相补偿电
压，对所述三相补偿电压进行正弦脉宽调制，得到脉冲信号，将所述脉冲信号作为补
偿量传输给所述逆变器。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一负载电压值Ud*和所述
第一负载电压值Uq*均为直流量。
5.一种逆变器输出电压的控制装置，其特征在于，包括：
坐标变换单元，用于对逆变器输出给负载的三相输出电压进行坐标变换，得到
dq坐标系下的第一电压反馈值Ud和第二电压反馈值Uq；
第一加法器，用于对所述第一电压反馈值Ud和预设的第一负载电压值Ud*进行计
算，输出第一计算结果；
第一PIR控制器，用于对所述第一计算结果进行PIR控制，输出第一补偿交流量；
第二加法器，用于对所述第二电压反馈值Uq和预设的第二负载电压值Uq*进行计
算，输出第二计算结果；
第二PIR控制器，用于对所述第二计算结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹天植，姚修远，尹靖元，吴学智，王丰，李烜，郭鑫，王媛，谢欢，金海峰，
申请(专利权)人：国家电网公司，华北电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11