[发明专利]一种基于虚拟阻抗校正法的并网电流控制方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟阻抗校正法的并网电流控制方法，它包括：将信号采样后分别接电容电流反馈环节，并网电流反馈环节，锁相环环节以及分频段补偿电网电压前馈环节；锁相环输出与并网电流基准幅值接并网电流基准产生单元；并网电流反馈环节与并网电流基准产生单元接并网电流比较单元，其输出接电流调节器；电流调节器的输出与电容电流反馈环节以及电网电压前馈环节的输出接调制信号控制单元；调制信号控制单元的输出接PWM单元连接到逆变器。本发明将并网逆变器的输出阻抗模型分为容性的低频段，阻容性的中频段以及阻感性的高频段，以并联虚拟阻抗的方式引入一个可分频段调节的电网电压前馈函数，从而得到重塑后的等效输出阻抗。

技术领域

本发明涉及并网电流控制技术领域，特别是一种基于虚拟阻抗校正法的并网电流控制方法。

背景技术

几乎所有的可再生能源都是通过并网逆变器系统与电网相连接，此时在并网逆变器与电网之间形成一个交互系统。在实际电网中，由于变压器漏感和线路阻抗的存在，使得电网中存在一个无法忽略且会随着电网运行方式发生变化的等效电网阻抗，即弱电网特性。针对电网阻抗对并网逆变器控制的影响，目前国内外专家学者针对这种动态交互已经开展了广泛的研究。

现有技术表明，当电网阻抗较大时会使得阻抗不匹配，导致产生很大的谐波电流，一般的并网逆变器系统多采用电容电流反馈的有源阻尼方式对并网逆变器的谐振问题进行抑制，但由于采用数字控制时，其本身因计算和调制存在的延时问题会使得并网逆变器的谐振频率发生改变，从而导致系统不稳定。因此，提高并网逆变器对电网阻抗的鲁棒性十分重要。一些学者提出可以通过在线检测电网阻抗的阻抗值，及时调整电容电流反馈系数的方法来使系统保持稳定，但该方案所采用的谐波注入法需要向电网注入非特征频率谐波电压，会对进网电流质量产生不良影响。另外一些学者则提出可在公共耦合点并联有源阻尼变换器，通过控制变换器的端口特性使其在谐振频段附近等效为一个电阻，从而等效调节电网阻抗使其与逆变器输出阻抗满足稳定判据，但该方案中所虚拟的电容容值是恒定的，无法适应电网阻抗范围性变化的需要。

针对电网电压的背景谐波，一般的并网逆变器系统多采用多谐振控制器和电网电压前馈的方法来解决该问题。对于采用多谐振控制器的方式来说，其需要对多次谐波采用多个谐振控制器，但在弱电网情况下，并网逆变器输出阻抗与电网阻抗的交截频率点会随着电网阻抗的增大而向低频段移动，若该交截频率低于谐振控制器的频率时会使得系统发生不稳定，且该方法使用器件较多，控制复杂；而对于电网电压前馈的方式来说，在弱电网情况下会使得系统不稳定。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种具有高鲁棒性和谐波高抑制性的基于虚拟阻抗校正法的并网电流控制方法，能够解决现有控制策略无法同时兼顾鲁棒性和抗干扰性的问题。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于虚拟阻抗校正法的并网电流控制方法，它包括有：直流电源连接逆变器单元，逆变器的输出与LCL滤波器单元连接，滤波后接入PCC点；所述控制方法具体步骤如下：

S1：电容电流检测信号采样后与电容电流反馈环节连接；并网电压检测信号采样后与并网电流反馈环节连接；

S2：并网电压检测信号采样后与锁相环环节以及分频段补偿电网电压前馈环节连接；锁相环输出还与并网电流基准产生单元连接，所述并网电流基准产生单元还与并网电流基准幅值连接；

S3：并网电流反馈环节的输出以及并网电流基准产生单元的输出均与并网电流比较单元连接，并网电流比较单元的输出与电流调节器连接；

S4：电流调节器的输出、分频段补偿电网电压前馈环节的输出以及电容电流反馈环节的输出均与调制信号控制单元连接；

S5：调制信号控制单元的输出与PWM单元连接，所述PWM单元的输出与逆变器连接。

进一步，还包括有：将并网逆变器的输出阻抗模型进行低频段、中频段和高频段的划分，划分为容性的低频段、阻容性的中频段以及阻感性的高频段；