微网逆变器并联在重载时的功率振荡抑制方法技术

本发明专利技术涉及微网逆变器并联在重载时的功率振荡抑制方法，先对逆变器的输出电流及输出端的滤波电容电压进行采样，分别通过以ω

【技术实现步骤摘要】
微网逆变器并联在重载时的功率振荡抑制方法


[0001]本专利技术涉及微网内的ACDC逆变器，具体涉及微网逆变器并联在重载时的功率振荡抑制方法。

技术介绍

[0002]微网内的ACDC逆变器(简称PCS)常常采用并联控制，以两台PCS在微网状态并联为例，当负载功率与PCS总容量接近时，即本专利技术所述的工作于重载状态下，容易使PCS的输出功率发生振荡。
[0003]现有的微网逆变器的并联控制中，为了有功、无功功率解耦，即仅存在有功功率
‑
频率(P
‑
f)的关系、无功功率
‑
电压(Q
‑
E)的关系，经常被认为PCS输出的电压相位接近于零，则有但是当PCS所加负载功率过大时(即负载功率接近PCS额定功率即为本专利技术所述的重载状态)，则线路阻抗和虚拟阻抗上的压降增大，使得PCS输出的电压相位的值增加，并不能近似于零，否则最终会影响到有功、无功不能完全解耦，从而造成输出功率振荡问题。因此，对于微网逆变器并联在重载下的控制，现有技术并不能很好的抑制功率振荡，本专利技术就此问题提出了改进的控制方法，本案由此而生。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开一种微网逆变器并联在重载时的功率振荡抑制方法，基于陷波器分别对逆变器的输出电流及滤波电容电压锁相环的角速度进行滤波，滤波后与虚拟阻抗相乘，得到滤除振荡后的虚拟阻抗压降，并将其应用到微网逆变器的并联控制中，提高了在重载情况下，逆变器输出的有功、无功功率的解耦性能，且有效抑制了功率振荡问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]微网逆变器并联在重载时的功率振荡抑制方法，包括：
[0007]对每个逆变器输出端口的滤波电容电压U
C
进行采样，通过锁相环计算获得当前时刻逆变器输出的交流电压角频率ω
pll
，对ω
pll
进行陷波器滤波以及低通滤波后获得滤波后的逆变器输出电压角频率ω
pll_f
；
[0008]对每个逆变器输出端口的电流I
out
进行采样，对I
out
先后进行3/2变换和陷波器滤波，获得滤波后的D轴分量电流I
d_f
及滤波后的Q轴分量电流I
q_f
；
[0009]基于虚拟电阻R
v
、虚拟电感L
v
以及ω
pll_f
分别计算出D轴虚拟阻抗电压U
d_v
和Q轴虚拟阻抗电压U
q_v
；
[0010]获得微网电压、电流双闭环控制的电压给定值，将U
d_v
和U
q_v
分别回送至电压、电流双闭环的电压给定通道上，与获得的电压给定值进行累加计算，累加计算后获得的电压值作为微网电压环控制的新电压给定值。
[0011]进一步，所述ω
pll_f
按以下计算方式获得：
[0012]按下列公式计算出逆变器本周期变化的角频率ω
d
；
[0013]k
p
*(P
ref
‑
P
fb
)＝ω
d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式一)
[0014]上式中，k
p
为逆变器的下垂系数；P
ref
为逆变器的功率给定值；P
fb
为逆变器的输出功率值值；
[0015]按下列公式计算出陷波器的中心频率ω
n
；
[0016]ω
pll
+ω
d
＝ω
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式二)
[0017]按下列公式计算出ω
pll_f
；
[0018]ω
pll
*G
n
*G
lpf
＝ω
pll_f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式三)
[0019]上式中，G
lpf
为低通滤波器函数，G
n
为陷波器函数，其中G
n
表达式如下：
[0020][0021]上式中，k为阻尼比；s为拉普拉斯算子。
[0022]进一步，所述U
d_v
和U
q_v
按以下方式获得：
[0023]按下列公式计算出I
d_f
和I
q_f
；
[0024]I
d
*G
n
＝I
d_f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式五)
[0025]I
q
*G
n
＝I
q_f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式六)
[0026]上式中，I
d
为逆变器输出端口电流坐标系旋转后的D轴分量电流；I
q
为逆变器输出端口电流坐标系旋转后的Q轴分量电流；
[0027]按下列公式计算出U
d_v
和U
q_v
；
[0028]I
d_f
*R
v
+I
q_f
*ω
pll_f
*L
v
＝U
d_v
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式七)
[0029]I
q_f
*R
v
‑
I
d_f
*ω
pll_f
*L
v
＝U
q_v
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式八)。
[0030]本专利技术对于离网状态下的微网逆变器，其采用并联方式在重载情况下运行时，对逆变器的输出电流及输出端的滤波电容电压进行采样，分别通过以ω
n
为中心频率的陷波器滤波；其中，滤波电容电压经过锁相环输出的ω
pll
利用陷波器滤波，然后利用低通滤波器进行低通滤波获得ω
pll_f
；之后进行虚拟阻抗电压的计算，在微网逆变器的并联控制中叠加虚拟阻抗电压来控制逆变器的输出功率，可以令输出功率更加稳定，逆变器并联工作于重载情况下的功率振荡得以抑制，并且提高了逆变器输出的有功、无功功率的解耦性能。
附图说明
[0031]图1为实施例给出的微网中两个PCS并联供电的电路结构图；
[0032]图2为实施例给出的功率振荡抑制方法中对于虚拟阻抗电压计算的原理图；
[0033]图3为采用本专利技术给出的功率振荡抑制方法来控制PCS，利用仿真获得的两台PCS输出功率波形图；
[0034]其中，图3中的上图为PCS1的功率波形图，图3中的下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微网逆变器并联在重载时的功率振荡抑制方法，其特征在于，包括：对每个逆变器输出端口的滤波电容电压U
C
进行采样，通过锁相环计算获得当前时刻逆变器输出的交流电压角频率ω
pll
，对ω
pll
进行陷波器滤波以及低通滤波后获得滤波后的逆变器输出电压角频率ω
pll_f
；对每个逆变器输出端口的电流I
out
进行采样，对I
out
先后进行3/2变换和陷波器滤波，获得滤波后的D轴分量电流I
d_f
及滤波后的Q轴分量电流I
q_f
；基于虚拟电阻R
v
、虚拟电感L
v
以及ω
pll_f
分别计算出D轴虚拟阻抗电压U
d_v
和Q轴虚拟阻抗电压U
q_v
；获得微网电压、电流双闭环控制的电压给定值，将U
d_v
和U
q_v
分别回送至电压、电流双闭环的电压给定通道上，与获得的电压给定值进行累加计算，累加计算后获得的电压值作为微网电压环控制的新电压给定值。2.根据权利要求1所述的微网逆变器并联在重载时的功率振荡抑制方法，其特征在于：所述ω
pll_f
按以下计算方式获得：按下列公式计算出逆变器本周期变化的角频率ω
d
；k
p
*(P
ref
‑
P
fb
)＝ω
d
ꢀꢀꢀꢀ
(公式一)上式中，k
p
为逆变器的下垂系数；P
ref
为逆变器的功率给定值；P
fb
为逆变器的输出功率值值；按下列公式计算出陷波器的中心频率ω
n
；ω
pll
+ω
d

【专利技术属性】
技术研发人员：靳永浩，霍箭，金成日，贾利民，任利军，
申请(专利权)人：北京能高自动化技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：