[发明专利]弱电网下基于阻抗自适应的电压前馈滞后补偿控制方法

权利要求书

1.一种弱电网下基于阻抗自适应的电压前馈滞后补偿控制方法，其特征在于，本控制方法的步骤如下：

步骤1，采集输出并网电流i_ga、i_gb、i_gc，以及公共耦合点电压u_pcca、u_pccb、u_pccc；

步骤2，根据步骤1采集的公共耦合点电压u_pcca、u_pccb、u_pccc，经三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程得到公共耦合点电压dq轴分量u_pccd、u_pccq；将公共耦合点电压u_pcca、u_pccb、u_pccc经过锁相环PLL锁相得到公共耦合点电压相角θ；

所述公共耦合点电压由三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程为：

所述公共耦合点电压相角θ的计算公式为：

其中ω₀为公共耦合点电压的额定角频率，K_{p_PLL}为锁相环PI调节器的比例调节系数，K_{i_PLL}为锁相环PI调节器的积分调节系数，s为拉普拉斯算子；

步骤3，根据步骤2得到的公共耦合点电压相角θ，经过三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换，将步骤1采集的输出并网电流i_ga、i_gb、i_gc转化为两相旋转坐标系下的输出并网电流dq分量i_gd和i_gq；

所述输出并网电流由三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程为：

步骤4，设置输出并网电流指令信号i_gdref，i_gqref；根据步骤3得到的输出并网电流dq分量i_gd和i_gq，通过电网电流闭环控制方程得到控制信号u_d和u_q；

所述电网电流闭环控制方程为：

u_d＝(k_p+k_i/s)·(i_gdref-i_gd)

u_q＝(k_p+k_i/s)·(i_gqref-i_gq)

式中的k_p为电流环PI调节器比例控制系数，k_i为电流环PI调节器积分控制系数；

步骤5，根据步骤2得到的公共耦合点电压相角θ，将步骤4得到的控制信号u_d和u_q经过两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换方程，转化为三相静止坐标系下的控制信号分量u_a、u_b、u_c；

所述控制信号由两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换方程为：

u_a＝u_dcosθ-u_qsinθ

步骤6，根据步骤1得到的公共耦合点电压u_pcca、u_pccb、u_pccc，通过电网电压前馈滞后补偿方程，得到电网电压前馈信号u_{pcca_f}、u_{pccb_f}、u_{pccc_f}；

所述电网电压前馈滞后补偿方程为：

式中的K_PWM为三相全桥逆变器的PWM逆变环节增益，ω_c为低通滤波器截止频率；

步骤7，根据步骤5得到的三相静止坐标系下的控制信号分量u_a、u_b、u_c，分别与步骤6得到的电网电压前馈信号u_{pcca_f}、u_{pccb_f}、u_{pccc_f}相加，得到三相全桥逆变器桥臂电压控制信号(u_a+u_{pcca_f})、(u_b+u_{pccb_f})、(u_c+u_{pccc_f})，再经过SVPWM调制生成逆变器功率器件的开关信号，经过驱动保护电路控制三相全桥逆变器功率器件的开通和关断；

步骤6所述的低通滤波器截止频率ω_c的设置步骤如下：

(1)设置电网阻抗边界值L_gb；

(2)启动电网阻抗辨识算法，得到电网阻抗辨识值L_{g_est}；

(3)判断是否满足L_{g_est}L_gb；若满足，则设置电网电压前馈通道的低通滤波器截止频率ω_c等于最小设定截止频率ω_min；若不满足，则设置电网电压前馈通道的低通滤波器截止频率ω_c等于最大设定截止频率ω_max。

2.根据权利要求1所述的弱电网下基于电网阻抗自适应的电网电压前馈滞后补偿控制方法，其特征在于，所述电网阻抗辨识算法步骤如下：

步骤1，在公共耦合点PCC处注入频率75Hz的非特征次谐波电流；

步骤2，采样公共耦合点PCC处的谐波响应电压u_pcch和谐波响应电流i_gh；

步骤3，通过快速傅里叶算法FFT分别对谐波响应电压u_pcch和谐波响应电流i_gh进行频谱分析，分别获得在75Hz频率处谐波响应电压分量的幅值|U_{pcch_75Hz}|、75Hz频率处谐波响应电压分量的相位∠U_{pcch_75Hz}、75Hz频率处的谐波响应电流分量的幅值|I_{pcch_75Hz}|、75Hz频率处的谐波响应电流分量的相位∠I_{pcch_75Hz}；根据下式得到在75Hz频率处电网阻抗的幅值|Z_g|和75Hz频率处电网阻抗的相位∠Z_g：

∠Z_g＝∠U_{pcch_75Hz}-∠I_{pcch_75Hz}；

步骤4，根据步骤3得到的在75Hz频率处电网阻抗的幅值|Z_g|和75Hz频率处电网阻抗的相位∠Z_g，按照下式计算得到电网阻抗辨识值L_{g_est}：