[发明专利]弱电网下基于电压扰动补偿的并网变换器控制方法

权利要求书

1.弱电网下基于电压扰动补偿的并网变换器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：建立两相同步旋转坐标系下三相并网变换器的小信号模型，然后执行步骤二；

步骤二：在小信号模型中加入锁相环的影响信号，使得电网电压出现扰动，获得两相同步旋转坐标系与控制系统坐标系之间的角度差Δθ，利用Δθ获得两相同步旋转坐标系下扰动向量到控制系统坐标系下扰动向量的传递矩阵T_Δθ，利用T_Δθ分别获得两相同步旋转坐标系下电压向量到控制系统坐标系下电压向量的小信号扰动矩阵两相同步旋转坐标系下电压向量到控制系统坐标系下占空比向量的小信号扰动矩阵和两相同步旋转坐标系下电压向量到控制系统坐标系下电流向量的小信号扰动矩阵然后执行步骤三；

步骤三：在小信号模型中加入直流电压环的影响信号，使得直流电压出现扰动，获得两相同步旋转坐标系下电压向量到直流电压向量的小信号扰动矩阵H_ve、两相同步旋转坐标系下占空比向量到网侧电流向量的小信号扰动矩阵H_id和两相同步旋转坐标系下占空比向量到直流电压向量的小信号扰动矩阵H_vd，然后执行步骤四；

步骤四：根据锁相环、电流环和直流电压环之间的关系，利用H_ve、H_id和H_vd建立三相并网变换器的输出阻抗模型，然后执行步骤五、步骤六或同时执行步骤五和六；

步骤五：向电流环控制器的输出信号中加入补偿矩阵H_{comp_PLL}，

抵消输出阻抗模型中锁相环扰动通路中的扰动信号，完成并网变换器的控制，

上式中，k₁为锁相环补偿系数、H_ci为电流环PI控制矩阵、H_filter为高通滤波器；

步骤六：向电流环控制器的输出信号中加入补偿矩阵H_{comp_Udc}，

H_{comp_Udc}＝k₂H_veH_vdcH_ciH_filter

抵消输出阻抗模型中直流电压环扰动通路中的扰动信号，完成并网变换器的控制，

上式中，k₂为电流环补偿系数、H_vdc为直流电压环的传递函数；

步骤三中，H_ve、H_id和H_vd的表达式分别为：

H_ve＝H_idcZ^-1_odc、

H_vd＝H_idcH_id+H_refdc，

上式中，

其中，R_dc和C_dc分别为三相并网变换器主电路的直流侧负载电阻值和电容值、s为拉普拉斯算子、Z^-1_odc为考虑直流电压环的变换器开环阻抗矩阵的逆矩阵、D_d和D_q分别为考虑直流电压环后的变换器占空比的d轴和q轴分量、U_dc为直流电压稳态值、和分别为变换器电流稳态值的d轴和q轴分量、I_d和I_q分别为考虑直流电压环后的并网电流的d轴分量和q轴分量；

步骤二中，根据下式利用Δθ获得T_Δθ：

步骤二中，和的表达式分别为：

其中，和分别为并网电压稳态值的q轴和d轴分量、和分别为变换器占空比稳态值的q轴和d轴分量、H_PLL为锁相环输出角和q轴电压之间的传递函数。

2.根据权利要求1所述的弱电网下基于电压扰动补偿的并网变换器控制方法，其特征在于，步骤五中锁相环补偿系数k₁取值范围为0.14～1，步骤六中电流环补偿系数k₂取值范围为0.05～0.2。