用于逆变器双环控制的方法、装置、逆变器及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于逆变器双环控制的方法、装置、逆变器及存储介质。该方法包括：获取逆变器输出滤波电容电压u、输出滤波电感电流i

【技术实现步骤摘要】
用于逆变器双环控制的方法、装置、逆变器及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种用于逆变器双环控制的方法、 装置、逆变器及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着电力电子技术的发展，以整流器为代表的内含整流设备的非 线性负载日益增多，对逆变电源供电系统的性能也提出了越来越高的要求。受 大功率设备开关频率的限制，基于比例积分(PI)控制的逆变器电压控制环的 带宽难以提高，无法有效抑制输出电压的低频谐波成分，在非线性负荷环境下， 严重畸变的输出电流将使逆变电压削顶，影响逆变电压的质量。
[0003]除了电能质量的静态指标外，逆变器的动态性能也备受关注。工程上，为 了滤除开关次谐波频率，给信息设施供电的逆变电源通常会连接LC滤波器， 表现为弱阻尼二阶系统，该系统存在谐振峰，负载动态时会引入谐振频率的振 荡，进而影响逆变器及其负载的寿命。目前，提供了一种方案采用比例谐振控 制方法，在控制器内植入交流指令信号频率的内模，以实现在指令频率处的环 路增益无穷大，确保控制环路对该频率信号无差跟踪，但是，如果被控信号频 率变化，电压控制环路在该频率处的增益将大幅下降，逆变器的控制精度和稳 定性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种用于逆变器双环控制的方法、装置、逆变器及存 储介质，以解决逆变器控制过程中交流信号的无静差跟踪同时，抑制谐波干扰 信号的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于逆变器双环控制的方法，包括：
[0006]获取逆变器输出滤波电容电压u、输出滤波电感电流i
L
和输出电压指令u
*
；
[0007]将所述输出电压指令u
*
减去所述输出滤波电容电压u，得到输出电压误差 信号，并分别输入到重复控制器G
re
(s)和p控制器G
u
(s)得到输出滤波电感电流 指令
[0008]将所述输出滤波电感电流指令减去所述输出滤波电感电流i
L
，得到输出 滤波电感电流误差信号，并输入到Posicast控制器G
cu
(s)，得到调制电压u
′
；
[0009]将所述调制电压u
′
减去所述输出滤波电容电压u得到所述逆变器的正弦脉 冲调制波。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述重复控制器G
re
(s)包括：滤波器和补偿器； 其中，所述滤波器为低通滤波器。
[0011]在一种可能的实现方式中，根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所 述重复控制器G
re
(s)的表达式为：
[0012][0013]其中，C(z)为所述补偿器的表达式；Q(z)为所述滤波器的表达式；T0为参 考周期；s为复频域中引入的一个复变量。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述滤波器的表达式为：
[0015][0016]其中，α为所述滤波器Q(z)的系数，且0＜α＜1；f
s
为采样频率， f为基频。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述补偿器的表达式为：
[0018][0019]其中：K
c
为所述重复控制器的增益；k为因被控对象和所述滤波器造成延 时的超前补偿步数；S(z)为所述滤波器z域模型；Ts为采样周期；s为复频域中 引入的一个复变量。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述Posicast控制器G
cu
(s)的表达式为：
[0021][0022]其中，k
uP
和 k
uI
分别是电压环路PI控制器的比例系数和积分系数；k
cP
是电流环路P控制器 的比例系数；t
d
＝0.5T
n
，T
n
为被控系统的振荡周期；σ为原系统的超调量；1(t) 和1(t
‑
t
d
)分别为单位阶跃函数1(t)及延时t
d
对应的函数；s为复频域中引入的一 个复变量。
[0023]在一种可能的实现方式中，电压控制环路开环传递函数G
pre
(s)为：
[0024][0025]其中，C(z)为所述补偿器的表达式；Q(z)为所述滤波器的表达式；T0为参 考周期；s为复频域中引入的一个复变量；G
u
(s)为p控制器的表达式；G
cu
(s)为 所述Posicast控制器的表达式。
[0026]第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于逆变器双环控制的装置，包括：
[0027]获取模块，用于获取逆变器输出滤波电容电压u、输出滤波电感电流i
L
和 输出电压指令u
*
；
[0028]调制模块，用于将所述输出电压指令u
*
减去所述输出滤波电容电压u，得 到输出电压误差信号，并分别输入到重复控制器G
re
(s)和p控制器G
u
(s)得到输 出滤波电感电流指令将所述输出滤波电感电流指令减去所述输出滤波电 感电流i
L
，得到输出滤波电感电流误差信号，并输入到Posicast控制器G
cu
(s)， 得到调制电压u
′
；
[0029]输出模块，用于将所述调制电压u
′
减去所述输出滤波电容电压u得到所述逆变 器的正弦脉冲调制波。
[0030]第三方面，本专利技术实施例提供了一种逆变器，包括存储器、处理器以及存 储在所
述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所 述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方 法的步骤。
[0031]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可 读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一 方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0032]本专利技术实施例提供一种用于逆变器双环控制的方法、装置、逆变器及存储 介质，在逆变器控制过程中引入重复控制方法，获取逆变器输出滤波电容电压 u、输出滤波电感电流i
L
和输出电压指令u
*
，将输出电压指令u
*
减去输出滤波 电容电压u，得到输出电压误差信号，并分别输入到重复控制器G
re
(s)和p控制 器G
u
(s)得到输出滤波电感电流指令采用重复控制实现交流信号的无静差跟 踪和谐波干扰信号的抑制。进一步的，引入Posicast控制方法，将输出滤波电 感电流指令减去输出滤波电感电流i
L
，得到输出滤波电感电流误差信号，并 输入到Posicast控制器G
cu
(s)，得到调制电压u
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于逆变器双环控制的方法，其特征在于，包括：获取逆变器输出滤波电容电压u、输出滤波电感电流i
L
和输出电压指令u
*
；将所述输出电压指令u
*
减去所述输出滤波电容电压u，得到输出电压误差信号，并分别输入到重复控制器G
re
(s)和p控制器G
u
(s)得到输出滤波电感电流指令将所述输出滤波电感电流指令减去所述输出滤波电感电流i
L
，得到输出滤波电感电流误差信号，并输入到Posicast控制器G
cu
(s)，得到调制电压u'；将所述调制电压u'减去所述输出滤波电容电压u得到所述逆变器的正弦脉冲调制波。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述重复控制器G
re
(s)包括：滤波器和补偿器；其中，所述滤波器为低通滤波器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述重复控制器G
re
(s)的表达式为：其中，C(z)为所述补偿器的表达式；Q(z)为所述滤波器的表达式；T0为参考周期；s为复频域中引入的一个复变量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述滤波器的表达式为：其中，α为所述滤波器Q(z)的系数，且0＜α＜1；f
s
为采样频率，f为基频。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述补偿器的表达式为：其中：K
c
为所述重复控制器的增益；k为因被控对象和所述滤波器造成延时的超前补偿步数；S(z)为所述滤波器z域模型；Ts为采样周期；s为复频域中引入的一个复变量。6.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于：所述Posicast控制器G
cu
(s)的表达式为：其中，k
uP
和k
uI
分别是电压环路PI控制器的比例系数和积分系数；k
cP
是电流环路P控制器的比例系数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小玉，马天祥，庞先海，李丹，张姿姿，段昕，贾静然，赵明伟，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：