αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法技术

本发明专利技术涉及新能源发电控制技术领域，具体为αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法，解决了背景技术中的问题，其通过将检测到的三相不平衡电网电压、并网电流以及电容电流进行Clark变换，得到αβ坐标系下的电网电压、并网电流以及电容电流，将得到的电网电压通过降阶广义积分器得到正负序电压；再通过粒子群优化算法得到最优控制参数，然后计算出参考电流；最后经过PR控制器、电容电流负反馈以及SVPWM模块生成脉冲信号控制逆变器的输出。本发明专利技术能够通过粒子群优化算法对参考电流控制参数进行优化，使其能根据需要同时控制并网逆变器三相电流平衡、输出有功功率恒定及无功功率恒定，避免出现极端情况，提高输出电能质量。

【技术实现步骤摘要】
αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法
本专利技术涉及新能源发电控制
，具体为一种αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法。
技术介绍
近年新能源发电行业快速发展，并网逆变器作为衔接新能源发电装置与电网的重要能量转换单元，应用愈加广泛。然而实际中，由于大功率单相负载、三相负载不平衡、不对称故障和线路非全相运行等原因，电网电压会出现不平衡。三相电压不平衡是电网中最普遍的一种故障现象。电网电压不平衡时，传统的双闭环控制策略难以实现对逆变器并网电流和功率的有效控制，将产生不可控的三相并网电流不平衡及有功、无功功率的二倍频波动，上述性能指标恶化将会威胁到电网的稳定可靠运行，因此需要对不平衡电网条件下逆变器中存在的问题进行深入研究。现今对并网逆变器控制的研究中，通常将被控量转换到dq坐标系中采用PI控制器进行控制，由于被控量中包含强耦合项，不能对各变量进行独立控制，需要复杂的解耦运算，并且在电网电压不平衡时，对负序电压作用产生的交流量将失去控制。然而在αβ坐标系中，采用比例谐振控制器跟踪交流量即避免了解耦运算，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nⅠ、检测三相不平衡电网电压u

【技术特征摘要】
1.αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
Ⅰ、检测三相不平衡电网电压ugabc、并网电流iabc以及电容电流icabc并进行Clark变换，得到αβ坐标系下的电网电压ugα和ugβ、并网电流iα和iβ以及电容电流icα和icβ，将坐标变换后的电网电压ugα和ugβ通过降阶广义积分器ROGI，得到正负序电压分量和
Ⅱ、根据正负序电压分量和给定功率P*、Q*，结合粒子群优化算法计算得到最优控制系数k，然后根据最优控制系数k计算得到并网参考电流iαref和iβref；
Ⅲ、将参考电流iαref、iβref分别和并网电流iα、iβ对应作差得到误差信号，误差信号首先经过PR控制器，然后再将PR控制器的输出信号与电容电流icα、icβ分别作差后经过SVPWM模块生成脉冲信号对逆变器进行控制。


2.根据权利要求1所述的αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法，其特征在于，步骤Ⅰ中降阶广义积分器ROGI的传递函数如下：



式(1)中ω0＝2πf,f为电网电压频率,由正序电压经过锁相环检测得到，k′为积分系数。


3.根据权利要求1或2所述的αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法，其特征在于，步骤II中计算并网参考电流iαref和iβref的方法为：根据步骤Ⅰ得到的正负序电压分量以及给定的有功功率P*、无功功率Q*按照式(2)计算并网参考电流iαref和iβref，式(2)为：



式(2)中k即为最优控制系数，k∈[-1，1]；U+、U-是根据正负序电网电压计算得到的正负序电压的幅值，其中


4.根据权利要求3所述的αβ坐标系下面向不平衡电网的逆变器多目标优化的控制方法，其特征在于，步骤II中利用粒子群优化算法对并网参考电流iαref和iβref进行优化求解最优控制系数k的步骤如下：
a.根据U+、U-计算得到有功功率波动幅值最大值ΔPmax、无功功率波动幅值最大值ΔQmax以及三相电流不平衡度最大值I′max，其中ΔPmax、ΔQmax、I′max的计算公式(3)、(4)和(5)分别为：

【专利技术属性】
技术研发人员：李岚，赵楠，杨旭，侯传羽，杨琦，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14