[发明专利]弱电网下并网逆变器的SOCVF前馈和相位补偿因子切换控制方法

说明书

本发明提供一种弱电网下并网逆变器的SOCVF前馈和相位补偿因子切换控制方法，该方法包括：通过锁相环PLL前置的SOCVF提取公共耦合点PCC电压的基波分量，利用PLL所产生的u_d和u_q作为电网电压前馈量来消除由于电网电压比例前馈所引入的正反馈支路，通过基于电网阻抗模值判断的相位补偿因子切换方法对MSFRR的相位进行补偿。本发明提出了专用于弱电网下并网逆变器的控制方法，从而消除了电网阻抗对逆变器并网控制系统的影响，极大的提升了系统的稳定性，且系统适应性强，且实现了较高的功率因数，提升了对电网背景谐波的抑制能力，使得逆变器控制系统能够保持较高的剪切频率，相角裕度和增益裕度，系统的快速性和稳定性得到增强。

技术领域

本发明涉及逆变器并网控制技术领域，特别是一种弱电网下并网逆变器的SOCVF前馈和相位补偿因子切换控制方法。

背景技术

随着风能和太阳能等可再生能源的渗透率不断提高，给传统的电网也带来了极大的挑战，由于长距离输线，升压变压器的漏感等因素的影响，使得线路阻抗变大，同时，因为电力电子设备的不断投切，以及非线性负载的存在，电网中存在大量的背景谐波。这两个因素使得传统的电网变为弱电网。传统电网通常采用电网电压比例前馈来消除电网电压的干扰，弱电网情况下电网阻抗的存在会引入一条正反馈支路，这会严重威胁系统的稳定性。为消除电网背景谐波的影响，常用的方法是引入MSFRR，弱电网情况下由于电网阻抗的影响，系统的带宽降低，当系统的带宽小于引入的SFRR最大谐振频率时，会使系统不稳定。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的缺陷，提出了如下技术方案。

一种弱电网下并网逆变器的SOCVF前馈和相位补偿因子切换控制方法，该方法包括：

提取步骤，通过锁相环PLL(Phase Locked Loop)前置的二阶复矢量滤波器SOCVF(Second Order Complex Vector Filter)提取公共耦合点PCC(Point of CommonCoupling)电压的基波分量；

消除步骤，利用锁相环PLL所产生的u_d和u_q作为电网电压前馈量来消除由于电网电压比例前馈所引入的正反馈支路，其中，u_d为电网电压的有功分量，u_q为电网电压的无功分量；

补偿步骤，通过基于电网阻抗模值判断的相位补偿因子切换方法对多个特定频率谐振调节器MSFRR(Multiple and Specfic Frequency Resonance Regulator)的相位进行补偿，其中，电流控制策略采用电网电流外环和电容电流内环的双闭环控制策略，调节器采用改进型调节器，所使用的改进型调节器的结构为在PI调节器和MSFRR并联构成的调节器之后串联相位补偿器PC(Phase Compensator)，G_c(s)为所述改进型调节器的传递函数。

更进一步地，所述SOCVF前馈的SOCVF传递函数为：

其中：k为SOCVF的比例系数，ω₀为电网的角频率，j为复系数因子，s为复变量。

更进一步地，所述改进型调节器的传递函数G_c(s)为：

G_c(s)＝G(s)G_pc(s) (2)

G(s)为PI调节器和MSFRR并联的调节器的传递函数，G(s)为：

其中：K_p和K_i分别为PI调节器的比例系数和积分系数，K_r为特定频率谐振调节器SFRR的比例系数，ω_i为谐振频率的带宽系数；