[发明专利]一种并网逆变器多内模重复控制方法

说明书

本发明公开了一种并网逆变器多内模重复控制方法，包括单相LCL型并网逆变器、重复控制和多内模重复控制器三部分。本发明适用于所提出考虑电网频率偏差多内模重复控制器的稳定边界计算方法，得出了辅助重复控制支路中权重系数的设计方法；电网频率为标称频率时，考虑电网频率偏差的多内模重复控制器对谐波偏差指令具有基本相同的稳态精度；电网频率偏低于或偏高于标称频率时，相比于传统的重复控制器，所提出考虑电网频率偏差的多内模重复控制器均具有更高的稳态精度。

所属技术领域

本发明涉及一种并网逆变器控制方法，尤其涉及一种并网逆变器多内模重复控制方法。

背景技术

并网逆变器是分布式电能接入电网的核心环节，其性能直接决定并网电流的质量。并网电流的谐波含量是评价其电能质量的重要指标。根据IEEE标准，含有风能、太阳能等分布式能源的发电系统，并网电流的总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion，THD)须小于5%。

影响并网电流电能质量的主要因素包括：控制器的设计，输出滤波器的设计，直流侧电压纹波，逆变器开关死区时间等。在控制策略方面，目前常用的包括比例积分(PI)控制和比例谐振(PR)控制。PI控制在高频段的增益大幅衰减，控制带宽较窄，跟踪偏差信号中高频谐波成分的精度较差，不利于抑制并网电流中的谐波成分。PR 控制通过对谐波的分次控制，在电网工作于标称频率时，能够实现分次谐波的无静差跟踪。然而，当电网频率发生偏差，偏离PR控制的谐振频率时，PR控制的对谐波控制的稳态精度将大幅下降，特别是在偏差频率被放大的高频率段，谐波频率与对应的PR 控制谐振频率的偏离值较大，造成即使调节PR控制的品质因数也难以涵盖正常的频率偏差。

基于内模原理的重复控制，是一种对周期性信号的积分，能够有效地实现对全频段谐波的无静差跟踪，从而有效抑制并网电流中的谐波，在单相并网逆变器，三相并网逆变器和有源电力滤波器中得到了广泛应用。在重复控制器的设计中，通常按照标称频率设计延时时长，当电网频率偏差时也会偏离其高增益跟踪频段，导致重复控制器的稳态精度降低。

发明内容

为了克服电网频率偏差和谐波抑制效果不理想的难题，本发明提出一种并网逆变器多内模重复控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明在原有重复控制环节中并联接入考虑电网频率偏差的辅助重复控制支路，从而扩大重复控制器的控制带宽，提高其对工作频率偏差的适应性。并网逆变器多内模重复控制方法，包括单相LCL型并网逆变器、重复控制和多内模重复控制器三部分。

所述单相LCL型并网逆变器包括四个绝缘栅双极型IGBT组成的桥式电路、LR滤波器、RC滤波器组成。

所述重复控制基于内模原理，将外部周期信号植入反馈通路，构成高精度反馈控制系统。

所述多内模重复控制器在重复控制的基础上，采用多内模方法，提高控制系统的稳定性。

本发明的有益效果是：本发明适用于所提出考虑电网频率偏差多内模重复控制器的稳定边界计算方法，得出了辅助重复控制支路中权重系数的设计方法；电网频率为标称频率时，考虑电网频率偏差的多内模重复控制器对谐波偏差指令具有基本相同的稳态精度；电网频率偏低于或偏高于标称频率时，相比于传统的重复控制器，所提出考虑电网频率偏差的多内模重复控制器均具有更高的稳态精度。

附图说明

图1 重复控制的结构。

图2 多内模重复控制结构。

图3 单相LCL型并网逆变器。

图4 控制系统框图。

具体实施方案