[发明专利]一种基于循环扰动观察的闭环全局同步脉冲宽度调制方法

说明书

本公开提供了一种基于循环扰动观察的闭环全局同步脉冲宽度调制方法，涉及电气控制技术领域，通过采样模块通过高速采样获得高频谐波电流的有效值，并将获得的有效值发送给每个逆变器；逆变器在循环扰动观察法控制器的控制下依次扰动脉宽调制波相位，并根据接收的有效值判断脉冲宽调制波相位角的调整方向，当第m逆变器完成一次扰动观察以后，第m+1逆变器在进行扰动观察调整脉宽调制波相位角，当所有逆变器通过扰动观察调整脉宽调制波相位角之后，再从第一个逆变器开始重复扰动观察过程；本公开解决了现有技术无法获得真正的最佳相位角的问题，可在逆变器运行参数不确定时，依然可以保证输出总电流的总谐波失真最小。

技术领域

本公开涉及电气控制技术领域，特别是涉及一种基于循环扰动观察的闭环全局同步脉冲宽度调制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

近年来，随着环境的不断恶化，可再生能源发电技术、分布式发电技术引起了各方关注。并网逆变器能将分布式电源接入交流电网，并网逆变器是将分布式电源接入交流电网的关键设备。由于电力电子器件的存在，并网逆变器的输出电流中含有大量的高次谐波。现有专利和文献中提到了多种降低高次谐波的方法，包括增加开关频率、滤波器参数、滤波器阶数、采用交错并联结构、多电平结构等，但这些方法都会增加逆变器的控制难度和逆变器的成本，而且这些方法大多是针对单个逆变器。

在电网中，多个分布式并网逆变器一般以并联的形式接入电网。多个并网逆变器接入公共并网点(PCC)，逆变器的总数定义为N，逆变器编号定义为m(m＝1,…,N)，逆变器m的输出电流表示为i_m，其总谐波失真表示为THD_m，总并网电流表示为i_sum，总谐波失真表示为THD_sum。通常，i_m中含有大量的高次谐波，这些高次谐波会在PCC处随机叠加，最终导致i_sum的谐波含量在最小值和最大值之间变化。

有科研人员提出了一种分布式并网逆变系统全局同步脉宽调制系统，确定了全局脉宽调制系统的基本结构，包括主控单元(全局同步单元)和位于不同地理位置的若干个并网逆变器，每个所述并网逆变器均与分布式电源连接，每个并网逆变器均通过公共并网点与电网连接，所述主控单元与所有的并网逆变器通信。所述主控单元接收各个并网逆变器的信息，确定全局同步策略后，将包含全局同步策略的全局同步信号分别发送给各个并网逆变器，各个并网逆变器利用全局同步信号调整自己的脉宽调制波相位，以达到各个并网逆变器脉宽调制波之间能够满足谐波抵消的相位差，从而抵消各个并网逆变器注入电网的谐波电流。该方法能够有效降低i_sum的谐波含量。但该方法的主要缺陷是，脉宽调制波的相位角需要根据逆变器的参数计算最佳相位，而实际应用中，逆变器的实际参数难以获取。

有科研人员提出了一种利用锁相环锁相结果进行脉宽调制波同步的方法，该方法能让逆变器在无通讯的情况下实现脉宽调制波同步，提升了全局同步脉冲宽度调制方法适用性。但该方法依然无法在逆变器参数未知的情况下计算出脉宽调制波的最佳相位角。

本公开发明人发现，现有全局同步脉冲宽度调制方法均是在已知逆变器运行参数的基础上计算最佳相位角，当逆变器参数未知或在运行中发生变化时，现有方法无法获得真正的最佳相位角，进而导致THD_sum无法被控制在最低值。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于循环扰动观察的闭环全局同步脉冲宽度调制方法，不受运行参数变化影响，可以根据参数闭环调整脉宽调制波相位，而且可在逆变器运行参数不确定，尤其是输出电感值不确定时，依然可以保证输出总电流的总谐波失真最小。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种基于循环扰动观察的闭环全局同步脉冲宽度调制方法。