并网逆变器的控制方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种并网逆变器的控制方法和装置。所述控制方法包括：获取并网逆变器的输出电压和当前时刻的输出电流值；基于当前时刻的输出电流值计算与N个开关状态一一对应的N个下一时刻的输出电流值，N为大于等于2的自然数；基于输出电压获取第一参考电流；基于输出电流和第一参考电流获取第二参考电流；确定第一开关状态，所述第一开关状态对应的下一时刻的输出电流值与第二参考电流在下一时刻的值的差值为所述N个下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值中的最小值；以及控制所述并网逆变器在所述第一开关状态下进行下一时刻的电能传输。

【技术实现步骤摘要】
并网逆变器的控制方法和装置
本申请涉及电力
，特别地涉及对并网逆变器进行控制的方法和装置。
技术介绍
近年来，作为风电、光伏等新能源发电系统并网运行的关键设备，并网逆变器已得到广泛应用。如何优化并网逆变器的控制策略并提高并网逆变器的运行可靠性，已成为当前的研究热点。随着数字信号处理器运算速度的提高，出现了一些新型的智能控制方法，如模糊控制、自适应控制、滑动模式控制、模型预测控制等。其中，模型预测控制因为具有动态响应快等优点，已成为当今并网逆变器预测控制领域的主要研究方向。然而，现网中总会不可避免地出现扰动，从而导致电能传输效率不高。
技术实现思路
本申请提供一种对并网逆变器进行控制的方法和装置，提高了系统的电能传输效率。根据本申请的第一方面，提供一种并网逆变器的控制方法，包括：获取并网逆变器的输出电压和当前时刻的输出电流值；基于所述当前时刻的输出电流值计算所述并网逆变器的N个下一时刻的输出电流值，所述N个下一时刻的输出电流值与所述并网逆变器的N个开关状态一一对应，所述N大于等于2；基于所述输出电压获取第一参考电流；基于所述并网逆变器的输出电流和所述第一参考电流获取第二参考电流；在所述N个开关状态中确定第一开关状态，所述第一开关状态对应的下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值为所述N个下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值中的最小值；以及控制所述并网逆变器在所述第一开关状态下进行下一时刻的电能传输。根据本申请的第二方面，提供一种并网逆变器的控制装置，包括获取单元和处理单元。所述获取单元用于获取并网逆变器的输出电压和当前时刻的输出电流值。所述处理单元配置为：基于当前时刻的输出电流值计算并网逆变器的N个下一时刻的输出电流值，所述N个下一时刻的输出电流值与所述并网逆变器的N个开关状态一一对应，所述N大于等于2；基于所述输出电压获取第一参考电流，并基于所述并网逆变器的输出电流和所述第一参考电流获取第二参考电流；在所述N个开关状态中确定第一开关状态，所述第一开关状态对应的下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值为所述N个下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值中的最小值；和控制所述并网逆变器在所述第一开关状态下进行下一时刻的电能传输。由于上述用来确定第一开关状态的第二参考电流在原来第一参考电流的基础上还考虑了并网逆变器的输出电流，这相当于将带扰动量的输出重新反馈回控制系统，因此所得到的第二参考电流是包含了对扰动量进行补充的参考电流。这样确定的第一开关状态无疑可以更加精确地对并网逆变器的输出电流进行控制，从而大大提高了整个控制系统的鲁棒性。可选地，上述处理单元可被配置为：基于所述并网逆变器的输出电流建立三阶状态模型；以及基于所建立的三阶状态模型和所述第一参考电流获取所述第二参考电流，所述第二参考电流包含系统扰动量的补偿值。所述三阶状态模型为：其中，X1表示所述并网逆变器的输出电流ig，X2为X1的微分，X3为X2的微分且表示所述系统扰动量，所述第二参考电流通过以下公式求得：其中，u表示所述第二参考电流，为所述第一参考电流，为所述并网逆变器的截止频率，，L为所述并网逆变器中的电感，C为所述并网逆变器中的电容。可选地，上述处理单元可被配置为：基于所述N个开关状态和所述并网逆变器的输入电压分别得到N个开关输出电压；以及基于所述当前时刻的输出电流值、所述N个开关输出电压在当前时刻的值和所述并网逆变器的输出电压在当前时刻的值得到所述N个下一时刻的输出电流值。所述N个下一时刻的输出电流值ig(k+1)由以下公式计算得到：其中，k代表当前时刻，Ts为所述并网逆变器的控制频率，r为所述并网逆变器的内阻，L为所述并网逆变器中的电感，ig(k)为所述N个当前时刻的输出电流值，U0(k)为所述N个开关输出电压在当前时刻的值，Vg(k)为所述并网逆变器的输出电压在当前时刻的值。可选地，所述处理单元被配置为：基于所述输出电压得到所述并网逆变器的电网相位；以及基于所述电网相位获取所述第一参考电流。根据本申请的第三方面，提供一种并网逆变器系统，其包括：并网逆变器；和如上所述的控制装置。所述并网逆变器系统因为用如上所述的控制装置对并网逆变器进行控制，因此可使并网逆变器实际输出的电流更接近所期望输出的电流。根据本申请的第四方面，提供一种电动汽车到电网（Vehicle-to-Grid，V2G）系统，其包括如上所述的并网逆变器系统。所述V2G系统因为采用了如上所述的并网逆变器系统，因此可以更稳定地将电动汽车上多余的电能传输给公共电网。根据本申请的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令被处理器执行时可实现如上所述的对并网逆变器进行控制的方法。通过下面结合附图的详细描述，本申请的上述诸个方面的特征将变得更为清楚。附图说明通过结合附图对于本申请的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本申请的技术方案，在附图中：图1为根据本申请的并网逆变器的控制方法的流程图；图2示例性地示出根据本申请的并网逆变器的控制方法的工作原理图；图3为根据本申请的并网逆变器的一个实施方式的拓扑结构示意图；图4为根据本申请的并网逆变器的控制方法的一个实施方式的流程图；图5为根据本申请的并网逆变器的控制方法的另一个实施方式的流程图；图6为根据本申请的并网逆变器的控制方法的另一个实施方式的流程图；图7示出了如何基于并网逆变器的输出电压得到电网相位的原理图；图8为根据本申请的并网逆变器的控制装置的结构框图；图9示出了根据本申请的并网逆变器系统的结构框图；图10示出了根据本申请的V2G系统的结构框图；图11（a）和图11（b）分别为采用常规方法对并网逆变器进行模型预测控制和采用本申请的控制方法对并网逆变器进行模型预测控制所得到的输出信号的比较；图12（a）至图12（e）示出了发生电压跳变时采用常规方法对并网逆变器进行模型预测控制和采用本申请的控制方法对并网逆变器进行模型预测控制所得到的输出电流的比较；以及图13（a）至图13（d）示出了参考电流突变时采用常规方法对并网逆变器进行模型预测控制和采用本申请的控制方法对并网逆变器进行模型预测控制所得到的输出电流的总谐波失真（totalharmonicdistortion,THD）值的比较。具体实施方式以下将描述本申请的具体实施方式。在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。此外，如果没有特别的说明，本文所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并网逆变器的控制方法，包括：/n获取并网逆变器的输出电压和当前时刻的输出电流值；/n基于所述当前时刻的输出电流值计算所述并网逆变器的N个下一时刻的输出电流值，所述N个下一时刻的输出电流值与所述并网逆变器的N个开关状态一一对应，所述N为大于等于2的自然数；/n基于所述输出电压获取第一参考电流；/n基于所述并网逆变器的输出电流和所述第一参考电流获取第二参考电流；/n在所述N个开关状态中确定第一开关状态，所述第一开关状态对应的下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值为所述N个下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值中的最小值；以及/n控制所述并网逆变器在所述第一开关状态下进行下一时刻的电能传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种并网逆变器的控制方法，包括：
获取并网逆变器的输出电压和当前时刻的输出电流值；
基于所述当前时刻的输出电流值计算所述并网逆变器的N个下一时刻的输出电流值，所述N个下一时刻的输出电流值与所述并网逆变器的N个开关状态一一对应，所述N为大于等于2的自然数；
基于所述输出电压获取第一参考电流；
基于所述并网逆变器的输出电流和所述第一参考电流获取第二参考电流；
在所述N个开关状态中确定第一开关状态，所述第一开关状态对应的下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值为所述N个下一时刻的输出电流值与所述第二参考电流在下一时刻的值的差值中的最小值；以及
控制所述并网逆变器在所述第一开关状态下进行下一时刻的电能传输。


2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述并网逆变器的输出电流和所述第一参考电流获取第二参考电流包括：
基于所述并网逆变器的输出电流建立三阶状态模型；以及
基于所建立的三阶状态模型和所述第一参考电流获取所述第二参考电流，所述第二参考电流包含系统扰动量的补偿值。


3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述三阶状态模型为：



其中，X1表示所述并网逆变器的输出电流ig，X2为X1的微分，X3为X2的微分且表示所述系统扰动量，
所述第二参考电流通过以下公式求得：



其中，u表示所述第二参考电流，为所述第一参考电流，
为所述并网逆变器的截止频率，，L为所述并网逆变器中的电感，C为所述并网逆变
器中的电容。


4.如权利要求1至3中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述当前时刻的输出电流值计算所述并网逆变器的N个下一时刻的输出电流值包括：
基于所述N个开关状态和所述并网逆变器的输入电压分别得到N个开关输出电压；以及
基于所述当前时刻的输出电流值、所述N个开关输出电压在当前时刻的值和所述并网逆变器的输出电压在当前时刻的值得到所述N个下一时刻的输出电流值。


5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述N个下一时刻的输出电流值ig(k+1)由以下公式计算得到：



其中，k代表当前时刻，Ts为所述并网逆变器的控制频率，r为所述并网逆变器的内阻，L为所述并网逆变器中的电感，ig(k)为所述N个当前时刻的输出电流值，U0(k)为所述N个开关输出电压在当前时刻的值，Vg(k)为所述并网逆变器的输出电压在当前时刻的值。


6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述输出电压获取第一参考电流包括：
基于所述输出电压得到所述并网逆变器的电网相位；以及
基于所述电网相位获取所述第一参考电流。


7.一种并网逆变器的控制装置，包括：
获取单元，用于获取并网逆变器的输出电压和当前时刻的输出电流值；以及
处理单...

【专利技术属性】
技术研发人员：何炜琛，但志敏，高锦凤，侯贻真，
申请(专利权)人：江苏时代新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32