[发明专利]一种基于零序分量的三相逆变电源并联功率均衡方法

说明书

本发明公开了一种基于零序分量的三相逆变电源并联功率均衡方法。本发明的功率均衡方法通过将三相逆变电源之间的零线相互连接，构成零序回路总线，每台逆变电源发出一个微小的零序分量，零序分量的幅值和相位信息来分别表征无功和有功信息，从而利用检测零序回路总线上零序分量的综合信息来实现设备有功和无功的闭环均衡控制。本发明提出的方法无需常规均衡方案的通讯和信号总线，无需额外复杂的通讯或总线逻辑装置，利用设备本身的零线实现了功率信息的交互，抗扰性能强，功率均分速度快，方法简单易行，效果明显。

技术领域

本发明涉及并联运行的直流-交流电能变换装置，具体涉及一种基于零序分量的三相逆变电源并联功率均衡方法。

背景技术

逆变电源可以将直流电制变换为交流电制，提供具有良好品质的各种交流用电。随着微网以及智能电网技术的发展，微网的容量需求逐步扩大，因此微网内部通常会分布有多个逆变电源，为了实现多台分布式逆变电源的稳定运行和更高经济效益，就需要多台逆变电源实现相互之间功率的均衡分配。这就要求逆变电源除了自身的电压控制以外，还需要相互之间进行信息的交互，进而帮助实现功率均分控制。

传统的逆变电源功率均分方法一般分为两大类，一类是通过下垂控制方法实现功率均分；一类是通过通讯网络或信号总线实现多个逆变电源功率信息的交互，进而完成功率均分控制。下垂控制方法虽然不需要额外的通讯或总线装置，然而由于下垂特性的引入，逆变电源输出电压品质下降，并且功率均分效果受线路阻抗特性和下垂系数影响很大，功率均分效果并不理想。通过逆变电源之间功率信息的交互，进而通过计算所有在网逆变电源平均功率，再与自身功率进行比较来实现功率闭环控制的方法，可以实现功率的良好均分效果，且不影响输出电压特性。然而用通讯网络或信号总线实现功率信息交互，一是需要额外的通讯和总线装置，二是功率均分速度受到通讯速率和信号传输延时的影响，三是弱电信号在网络中很容易受到强电磁干扰而影响信息交互的正确性，最后当网络或总线装置出现故障时会导致功率信息交互出现错误，影响功率均分控制的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于零序分量的三相逆变电源并联功率均衡方法，能够使用一根电缆和一个电阻的连接，通过注入零序分量的方式，实现多台逆变电源之间快速的强抗扰的具备故障自动隔离能力的功率均分控制。

本发明提供了一种基于零序分量的三相逆变电源并联功率均衡方法，所述方法用于对多个并联的逆变电源进行功率均衡，每个所述逆变电源包括三相分别独立的三相逆变桥、三相独立的A、B、C相交流滤波电路、三相变压器、零序电阻Rz、测量三相输出电压和电流的第一传感器、测量零序电阻两端电压的第二传感器、基于零序分量的功率均分控制模块以及逆变电源自身的闭环控制模块，其中，每个三相逆变桥连接的每一相连接一个交流滤波电路后与三相变压器的一相绕组相连，功率均分控制模块包含零序分量矢量合成器、零序压差傅里叶变换器、幅值调节PI运算器、相位调节PI运算器，其特征在于，所述功率均衡方法包括下述步骤：

(1)、对于任意一台逆变电源，将其三相变压器的零线连接到一个零序电阻Rz，各个逆变电源的零序电阻Rz具有相同阻值，并且各个逆变电源的零序电阻Rz均连接在一起，形成零序总线，所述零序电阻R_Z的阻值应远大于逆变电源输出线路阻抗；

(2)、对于每一台逆变电源，获取其第一传感器测得的电压和电流信号，基于该电压和电流计算当前逆变电源自身的有功功率P_n和无功功率Q_n，然后将有功功率P_n和无功功率Q_n送入零序分量矢量合成器，以计算得到该逆变电源应该输出的零序分量ZV_n，零序分量ZV_n与检测到的三相电压V_A,B,C相加后送入该逆变电源自身的闭环控制器，所述的零序分量矢量合成器采用下述公式(I)计算得到目标零序分量ZV_n：