[发明专利]基于同步参考坐标系下分离源逆变器解耦控制方法

说明书

本发明涉及一种基于同步参考坐标系下分离源逆变器解耦控制方法，直流回路控制器设计采用双回路电压电流闭环控制，外环是直流电压控制回路，由于直流侧含有交流分量，电压环输入直流侧电压直流分量，经过PI_v控制输出电流环的给定。内环是输入电流控制回路，通过使用PI控制器使电流i_L不受纹波的影响，并且直流侧电容器与直流电源并联起到低通滤波器的作用。直流侧和交流侧分别进行控制，实现了直流侧纹波的抑制和交流侧电流谐波抑制。

技术领域

本发明涉及一种逆变器控制技术，特别涉及一种基于同步参考坐标系下分离源逆变器解耦控制方法。

背景技术

能源危机、温室效应等问题的出现，促进了新能源发电技术的迅速发展,新能源发电技术因此成为研究热点。随着新能源比重的不断增加，对逆变器的要求也越来越高。并网逆变器作为分布式发电与电网连接的接口，得到了广泛的应用，由于电力电子设备不能为电网提供所需的惯性和阻尼，随着分布式发电的渗透率的不断提高，使得电网的惯性和阻尼严重不足，稳定性降低。由于分布式电源作为逆变器的输入电源，导致直流侧的纹波含量比较高，并且当逆变器与电网相连时，交流侧的谐波失真比较严重。因此电网公司对新能源并网发电系统在各方面都提出了更加严格的标准。并网逆变器控制大多基于同步旋转d-q坐标系或静止α-β坐标系，而基于d-q坐标系的控制由于可以方便地实现电流无静差跟踪以及有功、无功独立控制，而成为主流的控制方式。在d-q坐标系下，d、q轴电流之间存在着交叉耦合项，当其中某一轴电流出现扰动时，其将通过交叉耦合项影响另一轴电流，严重影响控制系统的动态性能。

对于光伏发电系统，受瞬时输出功率中脉动的影响，光伏电池的输出电压和电流中也将存在脉动，使光伏电池在最大功率点处出现功率振荡，影响最大功率跟踪(MPPT)的实现，降低系统效率。因此，无论是为了提高变换器的效率，还是为了保护输入直流源，都有必要减小输入电流中的纹波分量。因此，研究并网逆变器的纹波和谐波的抑制具有重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明是针对分布式发电的不稳定性造成电流质量低的问题，提出了一种基于同步参考坐标系下分离源逆变器解耦控制方法，该方法能够实现交流侧和直流侧的分别控制，交流调制信号的共模项用于调节直流侧，从而具有两个控制参数的额外自由度，减弱逆变器输入输出的耦合程度，进而实现对输入电流和输出电流振荡的抑制，提高整个逆变器系统的动静态稳定性，并保证其安全可靠的运行。

本发明的技术方案为：一种基于同步参考坐标系下分离源逆变器解耦控制方法，逆变器的输出三相电压v_abc经过锁相环PLL模块测得相位角θ_g，逆变器侧电流检测信号i_abc变换成两相旋转坐标系下的电流i_d、i_q，电网侧三相电压检测信号v_abc变换成两相旋转坐标系下的电压v_dg、v_qg；

直流侧电压控制环：将逆变器直流侧输入电压V_inv与逆变器直流侧输入电压的给定V_inv^*的差值经过PI_v控制器得到电流期望值i_d^*，i_d^*与瞬时的电流i_d的差值经过PI_d控制器得到的输出直轴给定电压与v_dg进行比较得到电压控制期望值v_d^*；