[发明专利]基于旋转坐标变换的三相并网逆变器电流解耦控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及三相并网逆变器控制方法，尤其是基于旋转坐标变换的三相并网逆变器电流解耦控制方法。

背景技术

具有LCL滤波的三相并网逆变电源，其主电路和控制框图参见图1所示，通常包括基于高频开关的三桥臂三相逆变电路、用于逆变并网连接的三相LCL低通滤波器（三相对称）、三相电流变送器与电流检测电路以及逆变控制器，其中逆变控制器包含了电流控制环和PWM脉冲发生器，在并网运行时为输出电流控制，以保证并网发电的电能质量。由于三相电流相互关联，可以将三相电压和电流通过同步旋转坐标变换从ABC三相静止坐标系转换到dq两相同步旋转坐标系内，以便于对基波信号做更好的控制。经过同步旋转坐标变换后，LCL滤波三相并网逆变输出电路模型如图2所示。其中，L₁为逆变侧电感L_1A、L_1B、L_1C的电感量，L₂为电网侧电感L_2A、L_2B、L_2C的电感量，C为滤波电容C_A、C_B、C_C的电容量，正交信号（i_1d,i_1q）和（i_2d,i_2q）分别为逆变侧三相电感电流(i_1A,i_1B,i_1C)和电网侧电感电流(i_2A,i_2B,i_2C)经同步旋转坐标变换后在dq两相坐标系中的对应量，（u_d,u_q）、(u_cd,u_cq)和(u_Gd,u_Gq)分别为逆变侧三相输出电压（u_A,u_B,u_C）、滤波电容电压（u_cA,u_cB,u_cC）和电网电压（u_GA,u_GB,u_GC）在dq两相坐标系中的对应量。由于进行了旋转变换，系统的d相和q相信号间存在着复杂的耦合。d、q两相电流除了受到控制量(u_d,u_q)的影响，还受逆变侧电感电流耦合、电网侧电感电流耦合及电容电压耦合的影响。为了对d、q两相电流进行独立精确的控制，需要对系统做解耦处理。传统的解耦运算常常从系统中选取状态变量并直接用于解耦项，存在着状态变量采样量多、计算量大、微分运算干扰大等各种问题，对控制系统的成本和控制性能都产生了不利的影响。如图3所示，采用状态反馈解耦控制的并网逆变控制系统需采集电容电压、电感电流等多路电量信息，并进行微分运算来实现电流解耦控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于同步旋转坐标变换的三相并网逆变器电流解耦控制方法，在系统输出电流控制要求下，简化系统各相电量与控制量间的耦合关系，减少状态量采样数量和运算量，避免微分运算，改善系统的控制性能。