[发明专利]光伏并网逆变器自适应准PRD控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏并网逆变器自适应准PRD控制方法。属于光伏并网逆变器控制技术领域。

背景技术

随着传统能源的消耗和光伏发电技术的日益成熟，其应用范围也在不断扩大，为了解决偏远地区、海岛等分散用户的用电问题，并充分利用当地丰富的可再生能源，光伏发电已开始在这些地区得到推广与应用。但是上述地区的电网通常为电网的末端，因其与发电侧之间要经过较长的输电线路和多级变压环节，联系变弱，等效的线路阻抗增大，此时的电网呈现出弱电网的特性。而光伏并网逆变器作为连接光伏发电装置与电网的关键设备，在其设计过程中通常并未考虑电网的实际情况，以至于在实际应用中，由于受电网阻抗的影响，系统性能并不总能达到理想的控制效果。

经分析，变化的电网阻抗会对并网逆变器控制性能产生较大影响，甚至容易导致系统不稳定。当电网阻抗增大时，开环控制系统的带宽会减小，这将导致系统的动态响应性能降低，同时，随着电网阻抗中感性成分的增加，电网等效电感极易与逆变器输出滤波器产生谐振，而且电感越大，谐振频率越小，谐振峰值越大，因此会影响系统的稳定性，并引起并网电流中的谐波含量增加等电能质量问题。

发明内容

本发明是为了解决现有光伏并网逆变器对电网阻抗变化适应性差，和弱电网下光伏并网系统的稳定性差的问题。现提供光伏并网逆变器自适应准PRD控制方法。

光伏并网逆变器自适应准PRD控制方法，它包括以下步骤：

步骤一、通过逆变器以扰动电流注入法向电网中注入设定频率的扰动电流，然后利用检测元件检测出并网点处的电压和电流响应，再结合信号处理技术，分离出所注入特定次谐波分量的模值，根据该模值获得等效的电网电阻R_g和电网电感L_g，

步骤二、将逆变器桥臂输出的正弦脉宽调制电压等效为一个电压源，并根据步骤一中获得的电网电阻R_g和电网电感L_g，建立LC型单相光伏并网逆变器并网电流控制回路的受控对象的传递函数G_o(s)，对该传递函数G_o(s)进行离散化，得到相应的离散化表达式G_o(z^-1)，

步骤三、采用准PRD控制器作为电流内环的控制器，准PRD控制器的传递函数表达式为

其中，K_p为准PRD控制器比例系数，K_r为准PRD控制器谐振系数，K_d为准PRD控制器微分系数，ω₀为基波对应的角频率，ω_c为截止角频率，为低通滤波环节，τ为滤波环节中的延迟时间，

对准PRD控制器的传递函数G_c(s)进行离散化，获得其离散化表达式G_c(z^-1)，对离散化表达式G_c(z^-1)进行变换得到差分方程：

u(k)＝b₀e(k)+b₁e(k-1)+b₂e(k-2)+b₃e(k-3)-a₁u(k-1)-a₂u(k-2)-a₃u(k-3)，

其中，k为采样步数，u(k)为第k个采样周期内，准PRD数字控制器的输出量，e(k)为控制器的输入量，也即给定电流与实际电流的差值，a_i和b_j为系统参数，i＝1，2，3；j＝1，2，3；