[发明专利]光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法

权利要求书

1.一种光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将多台并网逆变器并联接入交直流混合微电网中，对于采用逆变器侧电流I_L1控制结构的逆变器，引入电容电压U_c反馈，通过改变基波电流指令信号I_ref(s)，相当在滤波电容两端虚拟出一个并联的虚拟电阻R_D，模拟无源阻尼的效果，抑制LCL滤波电路的谐振峰，确保逆变器的稳定性；为使虚拟电阻R_D不影响基波电流的控制效果，在引入电容电压U_c反馈时，要滤除电容电压基波分量，提取出电容电压谐波分量U_{c_h}(s)；

加入虚拟电阻后，输出逆变器侧电流I_L1响应为：

G_out(s)为电流内环闭环传递函数；I_ref(s)为基波电流指令信号；I_AD(s)为有源阻尼环附加谐波指令电流；I_L1(s)为电感L₁中流过电流；G_c(s)为电流内环控制器；P(s)为实际被控对象的传递函数；

2)应用H-infinity模型匹配技术设计电流内环控制器G_c(s)，用于追踪各次有源阻尼环附加谐波指令电流I_AD(s)，I_AD(s)＝U_{c_h}(s)/R_D；

具体是基于理想模型M(s)与实际被控对象P的状态方程，将模型匹配问题转化为H-infinity标准控制问题的形式，得到广义被控对象G，再通过MATLAB鲁棒控制工具箱求解出H-infinity控制器K(s)，得到电流内环控制器G_c(s)，具体是选择二阶高阻尼振荡环节作为理想模型M(s)：

式中，k_m为二阶高阻尼振荡环节增益大小；ω_m为二阶高阻尼振荡环节振荡频率；ξ为二阶高阻尼振荡环节阻尼系数，选为0.707；s为拉普拉斯算子；

设实际被控对象P的状态变量x₁＝I_L1，x₂＝U_c，x₃＝I_L2；控制信号u＝d，d为PWM调制信号；实际被控对象P的输出信号y＝I_L1；得到实际被控对象P的状态空间实现：

其中：I_L1为电感L₁中流过电流；I_L2为电感L₂中流过电流；R₁为电感L₁附加电阻；R₂为电感L₂附加电阻；U_c为电容两端电压；u_dc为直流侧电压；u为控制信号；y为被控对象输出信号；

进一步，得到广义被控对象G的状态空间实现：

x＝[x₁ x₂ … x_n]

z＝[v-y ρu]′

r＝[w-y]

其中：u为控制信号，w为输入信号，v为理想模型M(s)的输出信号，y为实际被控对象P的输出信号，e为模型匹配跟踪误差，ρ为控制量u的能量惩罚项权系数，r为量测输出量，z为被控输出信号；

3)为消对实际被控对象P建模时由于未考虑电网中的电压工频分量Upcc的扰动影响，而造成逆变器侧电流I_L1中的基波分量不能完全跟踪基波电流指令信号I_ref(s)的情况，选择PR控制器作为外环基波电流控制器，在PR控制器反馈回路加上有源阻尼环附加谐波指令电流I_AD(s)实现逆变器侧电流I_L1中的基波分量与谐波分量的解耦控制。

2.根据权利要求1所述的光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法，其特征在于，是采用基于二阶广义积分器的陷波器G_f(s)来提取电容电压谐波分量U_{c_h}(s)，作为电容电压反馈信号，U_{c_h}(s)＝U_c(s)*G_f(s)，其中，G_f(s)为陷波器的传递函数，表示如下：

其中：k为陷波器频率系数；s为拉普拉斯算子；ω₀为电网基波角频率。