多逆变器并网系统及其模型建立方法技术方案

本发明专利技术提供一种多逆变器并网系统及其模型建立方法，其中，多逆变器并网系统包括：若干逆变控制电路，逆变控制电路又包括：逆变器、LCL型滤波器及控制器；逆变器经由LCL型滤波器连接至并网点，控制器连接于并网点和逆变器之间；控制器基于下垂控制策略、双闭环控制策略和有源阻尼控制策略对逆变器进行并网运行控制。通过本发明专利技术提供的多逆变器并网系统及其模型建立方法，解决了现有技术中系统模型建立过于困难的问题。于困难的问题。于困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
多逆变器并网系统及其模型建立方法


[0001]本专利技术涉及分布式发电
，特别是涉及一种多逆变器并网系统及其模型建立方法。

技术介绍

[0002]近年来，由太阳能、风能、潮汐能等新型可再生能源构成的分布式电源渗透率不断提高，可再生能源的电能转换需要通过电力电子设备实现，并网逆变器起着连接分布式电源和大电网的作用，因此对并网逆变器的研究显得尤为重要。
[0003]目前，国内外的专家学者们对于微电网中并网电流的电能质量以及电力电子变换器的扩容方案有着很高的关注度。
[0004]电能质量方面，微电网中存在着大量的背景谐波会对于电网及用电设备的稳定运行带来严重隐患，而电力电子滤波器凭借其动态响应速度快、运行可靠、控制能力强的优点可以有效滤除谐波。
[0005]供电容量方面，国内外对于新型分布式电源应用比例不断提高，同时随着科技的进步，越来越多的非线性负载被应用到微电网中，因此需要设计符合电能质量要求的扩容方法，来满足不断增长的容量需求及谐波抑制需要。
[0006]解决上述问题的有效办法是对逆变器进行并联冗余设计，但是需要克服多逆变器间的协调控制及滤除谐波等困难；与此同时，由于多逆变器并网系统结构的复杂性，在进行输入、输出变量间传递函数的建立时往往过于困难，不利于进行理论分析。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多逆变器并网系统及其模型建立方法，用于解决现有技术中系统模型建立过于困难的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多逆变器并网系统，所述多逆变器并网系统包括：
[0009]若干逆变控制电路，所述逆变控制电路包括：逆变器、LCL型滤波器及控制器；
[0010]所述逆变器经由所述LCL型滤波器连接至并网点，所述控制器连接于所述并网点和所述逆变器之间；所述控制器基于下垂控制策略、双闭环控制策略和有源阻尼控制策略对所述逆变器进行并网运行控制。
[0011]可选地，所述控制器包括：有源阻尼控制模块、下垂控制模块、双闭环控制模块、运算/转换模块及PWM控制模块；
[0012]所述有源阻尼控制模块对所述LCL型滤波器执行有源阻尼控制策略得到初级电流量，并对所述初级电流量进行坐标转换得到αβ坐标系下的第一电流量；
[0013]所述下垂控制模块连接至所述并网点，基于下垂控制策略得到参考电压，并对所述参考电压进行坐标转换得到αβ坐标系下的交轴电压量；
[0014]所述双闭环控制模块连接所述下垂控制模块的输出端，用于分别对所述αβ坐标系
下的交轴电压量执行电压电流双闭环控制策略得到αβ坐标系下的第二电流量；
[0015]所述运算/转换模块连接所述有源阻尼控制模块和所述双闭环控制模块的输出端，基于所述αβ坐标系下的第一电流量和所述αβ坐标系下的第二电流量得到αβ坐标系下的参考电流量，并对所述αβ坐标系下的参考电流量进行坐标转换得到三相电流参考值；
[0016]所述PWM控制模块连接所述运算/转换模块的输出端，基于所述三相电流参考值得到PWM控制信号对所述逆变器进行并网运行控制。
[0017]可选地，所述有源阻尼控制模块包括：电流采样单元、有源阻尼控制单元及第一坐标转换单元；
[0018]所述电流采样单元用于采样所述LCL型滤波器的电容电流；
[0019]所述有源阻尼控制单元连接所述电流采样单元的输出端，用于对采样的所述电容电流进行有源阻尼控制得到所述初级电流量；
[0020]所述第一坐标转换单元连接所述有源阻尼控制单元的输出端，用于对所述初级电流量进行克拉克变换得到所述αβ坐标系下的第一电流量。
[0021]可选地，所述下垂控制模块包括：功率计算单元、下垂控制单元及第二坐标转换单元；
[0022]所述功率计算单元连接至所述并网点，基于三相并网电压和三相并网电流得到有功功率和无功功率；
[0023]所述下垂控制单元连接所述功率计算单元的输出端，基于有功
‑
频率下垂模型得到参考角频率，基于无功
‑
电压下垂模型得到所述参考电压；
[0024]所述第二坐标转换单元连接所述下垂控制单元的输出端，基于所述参考角频率对所述参考电压进行克拉克变换得到所述αβ坐标系下的交轴电压量。
[0025]可选地，所述有功
‑
频率下垂模型满足ω
ref
＝ω
*
‑
mP，所述无功
‑
电压下垂模型满足U
ref
＝U
*
‑
nQ；其中，ω
ref
为参考角频率，ω
*
为预设角频率，m为角频率的下垂系数，P为有功功率，U
ref
为参考电压，U
*
为预设电压，n为电压的下垂系数，Q为无功功率。
[0026]可选地，所述电压电流双闭环控制策略中，电压外环和电流内环采用准比例谐振控制器实现。
[0027]可选地，所述运算/转换模块包括：运算单元及第三坐标转换单元；
[0028]所述运算单元连接所述有源阻尼控制模块和所述双闭环控制模块的输出端，用于分别对所述αβ坐标系下的第一电流量和所述αβ坐标系下的第二电流量作差得到所述αβ坐标系下的参考电流量；
[0029]所述第三坐标转换单元连接所述运算单元的输出端，用于对所述αβ坐标系下的参考电流量进行反克拉克变换得到所述三相电流参考值。
[0030]可选地，所述逆变控制电路还包括：分布式电源，连接至所述逆变器。
[0031]可选地，所述多逆变器并网系统还包括：接入电网，连接至所述并网点；其中，所述接入电网包括公共电网或者用户电网。
[0032]本专利技术还提供一种如上任意一项所述的多逆变器并网系统的模型建立方法，所述模型建立方法包括：
[0033]基于控制延时和死区时间建立所述多逆变器并网系统中单台逆变器的传递函数模型，并简化单台逆变器的传递函数模型得到单台逆变器的函数简化模型；
[0034]基于单台逆变器的函数简化模型得到单台逆变器的诺顿等效模型；
[0035]使用单台逆变器的诺顿等效模型替换所述多逆变器并网系统中的所有逆变器，并以此得到系统输入与输出间的传递函数模型。
[0036]可选地，建立单台逆变器的传递函数模型的方法包括：
[0037]基于控制延时得到延时表达式；
[0038]基于死区时间得到电压干扰信号，并对所述电压干扰信号进行坐标转换得到αβ坐标系下的死区干扰电压表达式；
[0039]基于所述延时表达式和所述αβ坐标系下的死区干扰电压表达式，采用状态空间平均法对单台逆变器进行模型建立得到单台逆变器的传递函数模型。
[0040]可选地，所述延时表达式满足其中，G
delay
(s)为控制延时，T
s
为采样周期，s为拉氏变换复变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多逆变器并网系统，其特征在于，所述多逆变器并网系统包括：若干逆变控制电路，所述逆变控制电路包括：逆变器、LCL型滤波器及控制器；所述逆变器经由所述LCL型滤波器连接至并网点，所述控制器连接于所述并网点和所述逆变器之间；所述控制器基于下垂控制策略、双闭环控制策略和有源阻尼控制策略对所述逆变器进行并网运行控制。2.根据权利要求1所述的多逆变器并网系统，其特征在于，所述控制器包括：有源阻尼控制模块、下垂控制模块、双闭环控制模块、运算/转换模块及PWM控制模块；所述有源阻尼控制模块对所述LCL型滤波器执行有源阻尼控制策略得到初级电流量，并对所述初级电流量进行坐标转换得到αβ坐标系下的第一电流量；所述下垂控制模块连接至所述并网点，基于下垂控制策略得到参考电压，并对所述参考电压进行坐标转换得到αβ坐标系下的交轴电压量；所述双闭环控制模块连接所述下垂控制模块的输出端，用于分别对所述αβ坐标系下的交轴电压量执行电压电流双闭环控制策略得到αβ坐标系下的第二电流量；所述运算/转换模块连接所述有源阻尼控制模块和所述双闭环控制模块的输出端，基于所述αβ坐标系下的第一电流量和所述αβ坐标系下的第二电流量得到αβ坐标系下的参考电流量，并对所述αβ坐标系下的参考电流量进行坐标转换得到三相电流参考值；所述PWM控制模块连接所述运算/转换模块的输出端，基于所述三相电流参考值得到PWM控制信号对所述逆变器进行并网运行控制。3.根据权利要求2所述的多逆变器并网系统，其特征在于，所述有源阻尼控制模块包括：电流采样单元、有源阻尼控制单元及第一坐标转换单元；所述电流采样单元用于采样所述LCL型滤波器的电容电流；所述有源阻尼控制单元连接所述电流采样单元的输出端，用于对采样的所述电容电流进行有源阻尼控制得到所述初级电流量；所述第一坐标转换单元连接所述有源阻尼控制单元的输出端，用于对所述初级电流量进行克拉克变换得到所述αβ坐标系下的第一电流量。4.根据权利要求2所述的多逆变器并网系统，其特征在于，所述下垂控制模块包括：功率计算单元、下垂控制单元及第二坐标转换单元；所述功率计算单元连接至所述并网点，基于三相并网电压和三相并网电流得到有功功率和无功功率；所述下垂控制单元连接所述功率计算单元的输出端，基于有功
‑
频率下垂模型得到参考角频率，基于无功
‑
电压下垂模型得到所述参考电压；所述第二坐标转换单元连接所述下垂控制单元的输出端，基于所述参考角频率对所述参考电压进行克拉克变换得到所述αβ坐标系下的交轴电压量。5.根据权利要求4所述的多逆变器并网系统，其特征在于，所述有功
‑
频率下垂模型满足ω
ref
＝ω
*
‑
mP，所述无功
‑
电压下垂模型满足U
ref
＝U
*
‑
nQ；其中，ω
ref
为参考角频率，ω
*
为预设角频率，m为角频率的下垂系数，P为有功功率，U
ref
为参考电压，U

【专利技术属性】
技术研发人员：王弈赫，郁发新，吕晓峰，陈华，张凯达，史哲宁，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：