[发明专利]一种微电网储能PCS控制系统和方法

权利要求书

1.一种微电网储能PCS控制系统，其特征是，包括：LCL滤波电路、三相桥式逆变电路、直流EMI滤波电路以及控制模块；三相桥式逆变电路的输入端通过直流EMI滤波电路连接蓄电池，输出端通过LCL滤波电路连接三相电网；

三相桥式逆变电路的输出端三相线路上分别设有电流传感器和电压传感器，各电流互感器和电压传感器的输出端分别连接控制模块；

控制模块接收外部三相指令信号，并根据接收到的对应各相的指令信号，以及相应相别电压传感器和电流传感器输入的电压或电流反馈值，控制三相桥式逆变电路中各开关器件的导通或关闭；

控制模块根据三相桥式逆变电路输出端各相的电压和电流反馈值，计算得到各相实测功率值；控制模块包括对应各相的外环功率控制单元和内环电流控制单元；

外环功率控制单元基于相应相别的外部指令信号和实测功率值，利用PI控制器进行无静差控制，得到对应各相的有功电流和无功电流的峰值指令值，进而结合相应相别的电网实时相角值，合成对应的正弦指令电流，输出至内环电流控制单元；

内环电流控制单元将各相正弦指令电流，与三相桥式逆变电路输出端相应相别的电流反馈值进行做差，然后分别通过准PR控制器、PR控制器和比例控制器进行控制，得到相应的低次谐波调节量、高次谐波调节量和直流分量调节量，再对各调节量进行叠加，经电网侧电压的前馈环节后输出，得到用于控制相应相别开关器件的控制输出信号；

所述PR控制器的输出端上还串联有微分控制器，微分控制器的输出端并接准PR控制器与比例控制器的输出端。

2.根据权利要求1所述的微电网储能PCS控制系统，其特征是，三相桥式逆变电路包括相互并联的三组IGBT单元和储能电容，各组IGBT单元由两个IGBT管串联组成，各组IGBT单元中的两IGBT管的连接点分别作为三相交流电源的一相电源输出端。

3.根据权利要求1所述的微电网储能PCS控制系统，其特征是，外部指令信号包括三相有功功率指令信号和三相无功功率指令信号；外环功率控制单元包括有功功率PI控制器和无功功率PI控制器，对应各相的有功/无功功率PI控制器将相应相别的有功/无功功率指令信号值与实测有功/无功功率值的差值作为输入量，得到相应相别的有功/无功调节的电流调节分量；然后再将各相有功/无功电流调节分量与相应相别的电网实时相角正弦值/余弦值相乘，得到有功/无功调节分量的瞬时值，各相有功与无功调节分量的瞬时值叠加即为相应相别的瞬时电流调节量，也即正弦指令电流值。

4.根据权利要求1所述的微电网储能PCS控制系统，其特征是，内环电流控制单元包括对应各相的内环控制器，各内环控制器分别包括准PR控制器、PR控制器、微分控制器和比例控制器。

5.根据权利要求1所述的微电网储能PCS控制系统，其特征是，控制模块还包括三相载波调制的脉冲驱动单元，脉冲驱动单元包括分别对应连接各IGBT管栅极的脉冲输出端，脉冲驱动单元的输入端连接内环电流控制单元的控制输出端，通过调节IGBT栅极的脉冲占空实现载波调制，使三相桥式逆变电路的电感电压跟踪内环电流控制单元输出的控制输出信号。

6.根据权利要求1所述的微电网储能PCS控制系统，其特征是，其特征是，所述功率外环控制单元和电流内环控制单元分别在三相旋转坐标系下进行控制。

7.一种微电网储能PCS控制方法，三相桥式逆变电路的输入端和输出端分别通过滤波电路连接蓄电池和三相电网；其特征是，方法包括：

获取外部三相指令信号，所述外部三相指令信号包括三相有功功率指令信号和三相无功功率指令信号；

获取三相桥式逆变电路输出端的电压和电流反馈值，并根据电压和电流反馈值计算得到各相实测有功/无功功率值；

实时获取电网三相的相角值；

针对每一相，分别以有功/无功功率指令信号与实测有功/无功功率值的差值为输入量，利用PI控制器进行无静差控制，将PI控制器的输出量结合相应相别的实时相角值，得到正弦指令电流；

针对每一相，以正弦指令电流与电流反馈值的差值作为输入量，利用电流内环控制单元进行控制，得到相应相别的开关器件调制输出信号；

所述电流内环控制单元包括准PR控制器、PR控制器、微分控制器和比例控制器，PR控制器的输出端串联微分控制器后，与准PR控制器和比例控制器相并联；准PR控制器、微分控制器与比例控制器的输出量相叠加后的输出量，经设定的传递函数后输出，作为用于开关器件驱动的调制输出信号。