[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

说明书

本发明公开了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，它包括：采集PCC点处电压、电流以及LCL滤波器的电容电流；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；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；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；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；利用所述PWM信号控制并网逆变器的运行。解决了现有控制策略对于并网逆变器输出阻抗的幅值以及相位无法同时兼顾的问题。

技术领域

本发明涉及并网逆变器技术领域，特别是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。

背景技术

可再生能源并网系统是一个并网逆变器与弱电网形成的动态交互系统，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。针对弱电网下的并网逆变器稳定性控制问题，现有技术中，加权平均电流控制(WACC)通过加权反馈逆变器侧电流和并网电流使得系统由三阶降为一阶，简化了系统控制，但在弱电网下该方法会失去稳定性。针对WACC在弱电网下的不稳定性，一些学者提出了在WACC的基础上额外添加电容电流反馈的策略。由于弱电网的时变性，电网阻抗也不是恒定不变的，变化的电网阻抗对于逆变器控制而言是一个挑战，因此基于电网阻抗辨识的自适应控制引起了广泛关注，提出了一种基于电网阻抗在线识别，通过电网电压前馈的方式动态补偿系统相位裕度的控制方法，但该方案一定程度上会降低逆变器输出阻抗幅值。

此外，由电网电压谐波带来的并网电流畸变问题也不容忽视，为了解决该问题，通常采用多谐振控制器和电网电压前馈等方式。多谐振控制器通常能很好地抑制并网电流谐波分量，但当需要抑制的谐波频率接近或者大于电流环带宽时，系统稳定裕度将大幅降低甚至直接不稳定。电网电压前馈由于可以同时抑制并网电流中的多次谐波分量，并且不影响系统环路增益，因而获得了广泛的应用，但在弱电网条件下，电网电压前馈会使系统不稳定。近年来，有学者指出弱电网下电网电压前馈会使系统不稳定的原因在于电网阻抗的存在使得并网电流出现了一条正反馈回路，并提出通过电网阻抗辨识动态剔除正反馈回路中感性分量的方案。然而受限于离散化和控制延时的影响，该策略的补偿效果并不能完全体现出来。

因此，亟需提出一种能够解决上述技术问题的双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法。

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基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法，解决了现有控制策略对于并网逆变器输出阻抗的幅值以及相位无法同时兼顾的问题。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于双重滤波电网电压前馈的并网逆变器优化控制方法，它包括有：

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。

进一步，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；并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。