用于弱电网交流器的电网电压前馈方法及电子设备、介质技术

本发明专利技术公开了一种用于弱电网交流器的电网电压前馈方法及电子设备、介质，方法包括以下步骤：确定并网逆变器的输出阻抗模型；根据并网逆变器的输出阻抗模型中的输出阻抗的表达式，计算得到并网逆变器连接弱电网的等效模型；根据并网逆变器连接弱电网的等效模型，计算得出逆变器在α轴上的并网电流；确定所述并网逆变器的稳定运行条件；在电网电压前馈通道中加入三阶广义积分滤波器。本发明专利技术不仅能够提高并网逆变器的稳定性，还能降低电网电压处背景谐波对并网电流质量的影响，提高了逆变器在弱电网情况下输出电流的质量。弱电网情况下输出电流的质量。弱电网情况下输出电流的质量。

【技术实现步骤摘要】
用于弱电网交流器的电网电压前馈方法及电子设备、介质


[0001]本专利技术涉及并网逆变器控制
，特别是涉及一种用于弱电网交流器的电网电压前馈方法及电子设备、计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]并网逆变器(grid
‑
tie inverter，简称GTI)是一种特殊的逆变器，除了可以将直流电转换成交流电外，其输出的交流电可以与市电的频率及相位同步，因此输出的交流电可以回到市电。并网逆变器常用在一些直流电压源(如太阳能板或是小型风力发电机)和电网连接的应用中。
[0003]并网逆变器作为一种功率转换装置，是连接分布式电源和公共电网之间的桥梁，在新能源发电领域发挥着关键作用。但是，随着新能源发电渗透率的不断提高，以及非线性负荷的接入，电网有时表现出电网阻抗增大的弱电网特性。弱电网情况下，电网阻抗增大将影响逆变器输出电流。通常，并网逆变器通过电网电压前馈控制，抑制公共并网点处电压背景谐波和基波分量对其输出电能质量的影响。
[0004]在已提出的并网逆变器控制方法中，电网电压前馈控制方法在一定程度上降低了并网逆变器输出阻抗的相位裕度，不利于逆变器的稳定运行，当并网逆变器处于弱电网情况下工作时，其稳定性将受到影响且难保证输出较优质量的并网电流。
[0005]因此亟需提供一种新型的用于弱电网交流器的电网电压前馈方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于弱电网交流器的电网电压前馈方法及电子设备、介质，仅需在电网电压前馈通道中加入高阶广义积分滤波器，提高了并网逆变器在弱电网情况下对电网阻抗的鲁棒性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的如下技术方案。
[0008]一种用于弱电网交流器的电网电压前馈方法，其特点是，包括以下步骤：
[0009]步骤1：确定并网逆变器的输出阻抗模型；
[0010]步骤2：根据步骤1中的并网逆变器的输出阻抗模型中的输出阻抗的表达式，计算得到并网逆变器连接弱电网的等效模型；
[0011]步骤3：根据步骤2中并网逆变器连接弱电网的等效模型，计算得出逆变器在α轴上的并网电流i
2_a
(s)；
[0012]步骤4：确定所述并网逆变器的稳定运行条件；
[0013]步骤5：在电网电压前馈通道中加入三阶广义积分滤波器。
[0014]优选地，所述步骤1中，并网逆变器的输出阻抗模型中，并网逆变器的输出阻抗Z0(s)为：
[0015][0016]上式(1)中，Z0(s)表示并网逆变器的输出阻抗，T
m
(s)为G
x1
(s)、G
x2
(s)和H
i2
的乘积；G
x2
(s)为逆变器α轴控制框图前向通道右侧等效控制环节，F
f
(s)为含电网电压前馈的等效控制环节。
[0017]上式(1)中，并网逆变器的输出阻抗是Z0(s)根据图1两相静止坐标系下的三相并网逆变器系统原理图得出的。
[0018]优选地，所述步骤3中，逆变器在α轴上的并网电流i
2_a
(s)为：
[0019][0020]上式(2)中，Z0(s)表示并网逆变器的输出阻抗，Z
g
(s)为电网的等效阻抗，i0(s)为逆变器输出电流，V
g_a
(s)为α轴上的电网电压分量。
[0021]优选地，所述步骤4中，所述并网逆变器的稳定运行条件为：
[0022]当并网逆变器的输出阻抗Z0(s)与电网的等效阻抗Z
g
(s)这两个传递函数的幅频特性曲线不存在交点时，并网逆变器是稳定运行的；当二者的幅频特性曲线存在交点时，应满足二者之间的幅频特性曲线的交点位置相位差在
±
180
°
之间，才能保证逆变器稳定运行。
[0023]优选地，所述三阶广义积分滤波器中，三个输出电压信号u1(t)、u2(t)和u3(t)对于输入电压信号u(t)的传递函数分别为G1(s)、G2(s)和G3(s)。
[0024]优选地，所述G1(s)为：
[0025][0026]上式(4)中，G1(s)输出电压信号u1(t)的传递函数，k为增益系数，ω为角频率；U1(s)表示电压信号u1(t)的S域输出，U(s)表示电压信号u1(t)的S域输入。
[0027]优选地，所述G2(s)为：
[0028][0029]上式(5)中，G2(s)输出电压信号u2(t)的传递函数，k为增益系数，ω为角频率；U2(s)表示电压信号u2(t)的S域输出，U(s)表示电压信号u2(t)的S域输入。
[0030]优选地，所述G3(s)为：
[0031][0032]上式(6)中，G3(s)输出电压信号u3(t)的传递函数，k为增益系数，ω为角频率；U3(s)表示电压信号u3(t)的S域输出，U(s)表示电压信号u3(t)的S域输入。
[0033]本专利技术还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理
器通信连接的存储器；其中，
[0034]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至8中任一项所述的用于弱电网交流器的电网电压前馈方法。
[0035]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的用于弱电网交流器的电网电压前馈方法。
[0036]本专利技术的有益效果是：
[0037]本专利技术公开了一种用于弱电网交流器的电网电压前馈方法及电子设备、介质，方法包括以下步骤：确定并网逆变器的输出阻抗模型；根据并网逆变器的输出阻抗模型中的输出阻抗的表达式，计算得到并网逆变器连接弱电网的等效模型；根据并网逆变器连接弱电网的等效模型，计算得出逆变器在α轴上的并网电流；确定所述并网逆变器的稳定运行条件；在电网电压前馈通道中加入三阶广义积分滤波器。
[0038]1、本专利技术使并网逆变器的输出阻抗在整个频段中具有较高的幅值，有效抑制了并网电流的谐波。
[0039]2、本专利技术仅需在电网电压前馈通道中加入高阶广义积分滤波器，提高了并网逆变器在弱电网情况下对电网阻抗的鲁棒性，实现方式简单高效。
[0040]本专利技术的用于弱电网交流器的电网电压前馈方法及电子设备、介质，不仅能够提高并网逆变器的稳定性，还能降低电网电压处背景谐波对并网电流质量的影响，提高了逆变器在弱电网情况下输出电流的质量。
附图说明
[0041]图1是本专利技术的两相静止坐标系下的三相并网逆变器系统原理图。
[0042]图2是所示并网逆变器连接弱电网的等效模型。
[0043]图3是本专利技术的高阶广义积分滤波器的控制框图。
[0044]图4是加入高阶广义积分滤波器后的系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
(s)为：上式(5)中，G2(s)输出电压信号u2(t)的传递函数，k为增益系数，ω为角频率；U2(s)表示电压信号u2(t)的S域输出，U(s)表示电压信号u2(t)的S域输入。8.根据权利要求5所述的用于弱电网交流器的电网电压前馈方法，其特征在于，所述G3(s)为：上式(6)中，G3(s)输出电压信号u3(t)的传递函数，k为增益系数，ω为角频率；U3(s)表示电压信号u3(t)的S域输出，U(s)表示电压信号u3(t)的S域输入。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：宋少敏，钱红稳，周浩，姜永立，
申请(专利权)人：合肥华威自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：