[发明专利]一种适用于高锁相环带宽的电流控制方法

说明书

本发明公开了一种适用于高锁相环带宽的电流控制方法，通过单独考虑锁相环对调制电压的影响，来选取合适的补偿系数K，对电网电压q轴偏移量ΔV_q进行调节，以抵消锁相环对调制电压的影响，从而避免由于锁相环带宽的增加引发电网与逆变器之间的交互谐振，使锁相环带宽到几百赫兹时，dq坐标系下的电流内环控制仍能保持稳定，进而提高逆变器对锁相环带宽变化的鲁棒性。

技术领域

本发明属于三相并网逆变器技术领域，更为具体地讲，涉及一种适用于高锁相环带宽的电流控制方法。

背景技术

随着可再生电源(风电、光伏)并网功率等级的增加以及广泛的分布位置，输电规模和距离持续增长，电网逐渐表现出抗扰动能力不足。最近几年中国、美国和欧洲都相继出现可再生能源变换器与电网之间的交互谐振问题。包含多个并网逆变器的系统的稳定性通常难以分析，特别是当变换器之间具有不同的电压等级和动态特性。

为了解决变换器与电网之间由于交互谐振带来的稳定性挑战，变换器的稳定性分析方法和阻抗建模方法快速发展。其中基于无源性的稳定性分析方法与谐波线性化的方法相比不用单独列出基于正序和负序的表达式，分析更为简便。许多研究工作致力于变换器内部电流控制的稳定性,对电流控制器和数字控制系统的时间延时等进行了深入的研究。只有很少的研究讨论锁相环和外环功率控制对稳定性的影响。外环控制的带宽与电流内环相比通常更低，在含有背景谐波的电网中，可能与其在低频段产生交互谐振。

同步参考锁相环在单相和三相逆变器中被广泛使用。锁相环中相位检测通过Park变换(dq)来实现，这是高度非线性并且时变的，从而使锁相环的小信号建模变得非常复杂。此外，锁相环只调节q轴电压用于相位跟踪，考虑锁相环动态影响时，dq坐标系下的变换器输出阻抗矩阵是一个非对称的矩阵，锁相环对d轴和q轴的影响不相同。

随着锁相环带宽的增加，电网与变换器之间可能产生交互谐振。在dq坐标系下锁相环主要对q轴的参考电流和调制电压产生影响。基于此，本发明提供一种改进的dq坐标系下电流控制方法，把d轴和q轴分开控制，并补偿q轴调制电压，当锁相环带宽增加到几百赫兹时，电网电压和并网电流都能不发生畸变，保持稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于高锁相环带宽的电流控制方法，保证在含有背景谐波的电网中且提高锁相环带宽到几百赫兹时， dq坐标系下的电流内环控制仍能保持稳定。

为实现上述发明目的，本发明一种适用于高锁相环带宽的电流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采集公共耦合点的三相电压V_a,V_b,V_c，通过abc-dq坐标变换模块将 V_a,V_b,V_c变换为电网电压V_d和V_q；

(2)、将电网电压V_q送入锁相环的PI调节器，再将PI调节器的输出量与电网电压的额定角频率ω_ff相加，得到电网电压的旋转角速度ω₀，ω₀再经过1/s积分器积分，得到电网电压相位角θ；

(3)、将电网电压V_q减去0，得到电网电压q轴的偏移量ΔV_q；

(4)、采集三相电网电流I_a,I_b,I_c，通过abc-dq坐标变换模块将I_a,I_b,I_c变换为电网电流I_d和I_q；