[发明专利]一种脉宽调制的无差拍并网控制方法

权利要求书

1.一种脉宽调制的无差拍并网控制方法，包括以下步骤：

1)在每个采样周期的起始点，对并网逆变器直流侧电压U_dc、电网电压u_gj和并网电流i_gj分别进行采样，将经过AD转换器转换后的数据送给DSP控制器进行处理；其中，j＝a,b,c，a,b,c分别对应电网电压的三相；

2)将直流侧参考电压U_dcr与直流侧电压U_dc相减，得到差值u_e；

3)将差值u_e与电压外环PI控制器的传递函数G_u(s)相乘，经过限幅后，得到并网电流幅值指令I_gr；

4)将电网电压u_gj经过锁相环后，得到电网基波角频率ω₁，将电网基波角频率ω₁构造成sin(ω₁t+2kπ/3)，其中，k＝0,1,2,···；

5)将并网电流幅值指令I_gr与sin(ω₁t+2kπ/3)相乘，得到并网电流指令i_gjr；

6)将并网电流指令i_gjr、并网电流i_gj和电网电压u_gj经过无差拍电流控制后，得到等效占空比D_j；

7)将等效占空比D_j经过快速鲁棒脉宽调制后，得到并网逆变器滤波电感L和电阻r两端的电压u_Lj；

其特征在于，步骤6)中，无差拍电流控制的过程如下：将并网电流指令i_gjr与e^sTs相乘，再与并网电流i_gj相减，得到差值i_ej；将差值i_ej经过同步采样开关S，与k_atL/T_s相乘后，得到的乘积与电阻r相乘后的并网电流i_gj相加，然后再与电网电压u_gj相加，得到并网逆变器输出电压u_invj；将并网逆变器输出电压u_invj经过同步采样开关S，与零阶保持器的传递函数G_h(s)和控制延时的传递函数G_d(s)相乘，得到的乘积再与电网电压u_gj相减，得到滤波电感L和电阻r两端电压u_Lj，其中，s＝jω，j是虚部单位符号，ω为电网角频率；T_s是采样周期，T_s＝1/f_s，f_s为10kHz；k_at是滤波电感偏差系数，k_at＝L₁/L^*，k_at取值范围为0.4≤k_at≤1.1，L₁是控制中滤波电感量，L^*是滤波电感L的实际电感量；零阶保持器的传递函数G_h(s)的表达式为G_h(s)＝(1-e^-sTs)/s；控制延时的传递函数G_d(s)的表达式为G_d(s)＝1。

2.根据权利要求1所述的脉宽调制的无差拍并网控制方法，其特征在于，步骤3)中，电压外环PI控制器的传递函数G_u(s)的表达式为G_u(s)＝k_p+k_i/s，其中，k_p是PI控制器的比例系数，k_i是PI控制器的积分系数，s＝jω，j是虚部单位符号，ω为电网角频率。

3.根据权利要求2所述的脉宽调制的无差拍并网控制方法，其特征在于，k_p取值范围为1.4≤k_p≤1.6，k_i取值范围为0.2≤k_i≤0.4。

4.根据权利要求1所述的脉宽调制的无差拍并网控制方法，其特征在于，步骤7)中，快速鲁棒脉宽调制的过程如下：在第k个三角载波的波峰开始采样，同时将第k-1个载波周期的占空比d(k-1)所对应的快速鲁棒脉宽调制波进行装载，使得前半个载波周期的导通时间是0.5T_sd(k-1)；在第k个三角载波的波谷，将采样计算得出的占空比d(k)的2倍减去d(k-1)的差值所对应的快速鲁棒脉宽调制波进行装载，使得后半个载波周期的导通时间为T_s(d(k)-0.5d(k-1))，因此，第k个载波周期的等效占空比D(k)的表达式为D(k)＝d(k)，其中，d(k)是根据第k个三角载波波峰的采样值计算出的占空比；T_s是采样周期。