[发明专利]一种电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法

权利要求书

1.一种电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法，其特征在于：包括同步逆变器并网运行控制系统，同步逆变器并网运行控制系统包括同步逆变器控制模块、逆变器输出端正负序电流/电压分解单元、电网侧电源端正负序电压分解单元；同步逆变器控制模块实现分布式电源的接入，使其能并网运行；逆变器输出端正负序电流/电压分解单元将电流、电压参量分解为正序和负序分量，输入到相应的正负序控制系统中，并建立电流不平衡度的态势呈现模块，以此来实时监测负序电流影响变化趋势；电网侧电源端正负序电压分解单元将电网侧电压参量分解为正序和负序分量，输入到相应的正负序控制系统中，完成同步逆变器的并网控制；

电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法具体包括以下步骤：

1)当电网侧发生电压不平衡时，同步逆变器输出电压与电网侧电压未同步，则逆变器向电网输入电流，利用对称分量法将电网侧电压和逆变器输出电压、电流分解为正序和负序分量，测量得到正、负序分量的幅值和相位信息；模拟同步发电机原理建立正序同步控制系统和负序同步控制系统，其中正序同步控制系统实现功率的传送，负序同步控制系统在电压不平衡时进行电压的调节；

2)在电压不平衡时同步逆变器并网运行过程中，首先通过电流采集模块对逆变器输出电流进行当前态势提取作为T时刻的状态信息，其次对提取的T时刻数据进行态势识别与评估，即判断提取的T时刻数据是否出现不平衡趋势，即与T时刻之前收集到的电流数据进行比较分析，并对数据进行预处理，判断数据特性，最后根据态势评估结果确定预测模型，再进行T+1时刻的态势预测；

3)将预测得到的T～T+1时段的电流态势值作为逆变器输出的实际值，进行坐标变换和对称分量的提取，并计算电流不平衡度的值，即电流不平衡度的态势呈现；

4)通过电流不平衡度的态势呈现，对不平衡度进行阈值设定，当T～T+1时段内某一时刻T_k的不平衡度超过这个阈值时，负序控制系统的条件开关动作进行主动决策，负序控制器开始作用，使同步逆变器的负序电压与电网负序电压恢复同步，从而抑制同步逆变器输出的负序电流，降低了电流不平衡度，保证整个系统继续稳定运行。

2.根据权利要求1所述的电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法，其特征在于：所述步骤1)中，同步逆变器根据同步发电机工作原理，设置了虚拟转动惯量，使其动态响应速度减缓，来维持电网的惯性从而维持电网的稳定运行，继而实现逆变器侧与电网侧电压与频率的同步运行，其中同步逆变器输出端电压方程表达式为：式中：为旋转磁场轴线与A相的轴线夹角，M_f为励磁互感，为转子角速度，i_f为励磁电流，逆变器的定子终端相电压为：式中：R_l和L_l为定子绕组线圈电阻和电感，i为三相定子电流；整个系统开始时在平衡条件下运行，当电网电压发生不平衡时，同步逆变器向电网输入电流i，即式中：R_g和L_g为电网侧线路电阻和电感，v_g为电网电压，为电网角频率，电网电压和逆变器输出电压、电流分解为正序、负序分量，因同步逆变器没有中性线不考虑零序分量，则电压不平衡度为：电流不平衡度为：模拟同步发电机原理建立了正序同步控制系统和负序同步控制系统，其中正序同步控制系统通过对正序控制器输出的电压和频率进行调节来跟踪电网电压和频率，从而实现有功功率和无功功率的传递，负序同步控制系统运行过程中没有功率的传递，仅保持逆变器输出负序电压与电网负序电压同步，由公式可知，当u^-＝v_g^-时，有i^-＝0，此过程没有影响到正序同步控制系统的运行，各自独立运行，因此同步逆变器在电网电压不平衡时对负序电流进行抑制，使其在安全运行范围内即能够实现电网电压不平衡时同步逆变器的并网运行。