[发明专利]一种应用于三相四线制微网中的逆变器控制方法

说明书

技术领域

本发明属于DC/AC逆变器控制领域，是一种应用于三相四线制微网中的逆变器控制方法。

背景技术

分布式发电相对于大规模集中式发电，有诸多优势，具有污染少、可靠性高、能源利用率高、安装地点灵活等方面优点。与发电机直接并网相比，通过电力电子接口的分布式电源输出的电压和频率由接口逆变器控制策略决定。微网是分布式电源接入配电网的一种新的形式，其能够实现自我控制、保护和管理，既可以与大电网并网运行，也可以孤岛运行。

在三相四线制低压微网供电系统中，负荷分为三相负荷和单相负荷，其中大部分为单相负荷。由于大量单相负荷的接入，将会导致三相功率不平衡现象的发生。

目前微网的控制方法主要分为主从控制和对等控制，对等控制中包含下垂控制。由于下垂控制能够自动实现负荷均分而被广泛采用。同时三相逆变器本体控制通常采用功率解耦控制，即采用电压外环与电流内环串联控制。

现有的这些控制方法存在的问题：1.现有的下垂控制是针对三相功率做下垂计算，无法应用于三相功率不平衡系统中；2.基于下垂控制参考命令的电压外环与电流内环串联控制的两个PI控制器参数很难调节；3.控制环采用解耦控制，也不适用于三相功率不平衡系统中；4.没有考虑负荷变动时的LC振荡问题。

发明内容

本发明提出了一种应用于三相四线制微网中的逆变器控制方法。利用该控制方法的逆变器能够运行在三相功率不平衡的三相四线制微网中，具有实现系统电压动态调节的能力；同时采用并行电流阻尼环来减小因负荷变化引起的振荡。 

实现上述目的所采用的技术方案是：

1、将V_ref与V₀叠加经过PI调整构成电压闭环控制，V_ref是由下垂控制产生的电压参考值，V₀为逆变器输出电压； 

2、将输出交流电压参考命令V_ref与2/V_dc相乘构成前馈电压参考值，和电压闭环控制两者叠加而成，作为电压整体控制环，V_dc为直流侧电压；

3、在滤波电感上测量电感电流i_L，经二阶带通滤波器将电感电流i_L中的高频振荡分量提取出来，取负后经过PI控制器构成电流阻尼控制环；

4、将电压整体控制环与电流阻尼控制环产生控制命令叠加后作为正弦脉宽调制(SPWM)的调制比d，使逆变器输出电压能够满足微网在孤岛运行时的要求，同时在负荷发生变化时抑制振荡。

本发明的有益效果是：

该控制方法中基于下垂控制参考命令的电压整体控制环可满足输出电压的稳态与动态要求，与电压环并列运行的电流环可抑制由电感电流中的高频分量引起的输出电压电流高频振荡。同时三相四线制微网中逆变器使用该方法进行三相独立控制，三相四线制电压源逆变器能够运行于三相功率不平衡的系统中；能够保证电压源逆变器的输出电压准确跟踪微网期望的电压参考值；提出的电流阻尼控制环能够提高三相四线制微网在孤岛运行方式下的暂态特性，尤其能减小切负荷时刻的电压电流振荡。

附图说明

    图1为本发明的电压整体控制环结构图。

图2为本发明的电流阻尼控制环结构图。

图3为本发明所提出的单相逆变器整体控制结构图。

图4为基于本发明的三相四线制逆变器的三相独立控制系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进行进一步详细说明。

本发明提出一种加入前馈电压参考值的电压闭环控制和电流阻尼控制环的并行控制，适用于三相四线制微网接口逆变器进行三相独立控制。