[发明专利]基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法

权利要求书

1.一种基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法，其特征在于，所述方法包括有如下步骤：

S1：采集PCC点处电压、电流以及LCL滤波器的电容电流；

S2：提取PCC点处电压的相位并与给定的入网电流值相乘，得到入网电流的给定参考信号；

S3：将PCC点处电压通过一个经双重滤波环节校正的电网电压前馈环节输出前馈信号；

S4：将所述给定参考信号与所述PCC点处电流相比较得到误差信号，通过电流调节器对所述误差信号进行调节，得到指令信号；

S5：将所述指令信号与采集到的电容电流信号以及所述前馈信号进行比较产生调制信号，将所述调制信号与三角载波相比较产生PWM波；

S6：利用所述PWM波控制并网逆变器的运行；

其中，步骤S3中的所述双重滤波环节根据电网阻抗的变化范围，将并网逆变器的输出阻抗划分为与电网阻抗交截的频段以及不与电网阻抗交截的频段；引入一个经双重滤波环节校正的电网电压前馈环节用于提高逆变器输出阻抗在交截频段的相位；并网逆变器输出阻抗与电网阻抗交截频段的频率下限f1根据国家电网分布式电源接入电网规定的最小短路电流比进行计算；交截频段的频率上限f2根据LCL滤波器在弱电网条件下的谐振频率进行计算。

2.如权利要求1所述的基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法，其特征在于，

所述经双重滤波环节校正的电网电压前馈环节的表达式为：

其中G₁(s)为二阶低通滤波环节；G₂(s)为二阶高通滤波环节；H为交截频段调节因子；H₁为电容电流反馈参数；s为拉普拉斯算子；L₁，L₂以及C为LCL滤波器的电感及电容的参数取值；

G_inv(s)为逆变桥增益，其表达式为：

其中，V_in为直流母线侧电压幅值，V_tri为三角载波幅值，Ts为系统的开关周期，K_PWM为PWM逆变环节，G_d(s)为数字控制系统的等效延时传递函数，其涵盖了一拍采样计算延时和半拍零阶保持器ZOH的固有特性延时。

3.如权利要求2所述的基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法，其特征在于，

所述二阶低通滤波环节的表达式为：

其中w_c1为并网逆变器输出阻抗与电网阻抗交截频段的频率下限f1所对应的角频率；

所述二阶高通滤波环节的表达式为：

其中w_c2为并网逆变器输出阻抗与电网阻抗交截频段的频率下限f2所对应的角频率。

4.如权利要求2所述的基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法，其特征在于，分频段重塑后的等效输出阻抗Z_c(S)为：

其中，单相LCL型并网逆变器输出阻抗Z_o(S)的表达式如下：

其中，i₂是并网电流，v_pcc是公共耦合点电压；电感L_g为电网阻抗，H₁和H₂为电容电流和并网电流反馈系数，G_i(s)为电流控制器。

5.如权利要求4所述的基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法，其特征在于，在弱电网情况下，LCL滤波器的谐振频率为：

其中，fr为LCL滤波器的谐振频率；L1＝L2＝0.33mH；C＝10μF；L_g为电网阻抗。

6.如权利要求1所述的基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法，其特征在于，交截频段调节因子H的取值决定了对交截频段并网逆变器输出阻抗的调节程度，调节因子的实际取值由实际并网系统所取参数计算所得，经分析H的范围有：-0.2＜H＜0.74。