[发明专利]一种减小三相并联电压源型逆变器循环电流的方法

说明书

本发明涉及一种减小三相并联电压源型逆变器循环电流的方法，该方法通过将重复控制器应用于零序电流控制环，各逆变器间无需共享数据；本发明通过实时检测直流侧公共电压、各逆变器电网侧三相电流，在进行两相旋转变换后，对非零序环流、非零序电流分别采用PI调节、重复控制，最后输出调制电压，获得逆变器对应的PWM开关序列。

技术领域

本发明属于逆变器领域，尤其是减小并联电压源型逆变器环流领域。

背景技术

随着光伏发电的不断的快速发展，对逆变器输出功率的要求也越来越高，单台逆变器已经不能满足对系统输出功率的要求，逆变器的并联运行成为发展的必然趋势。并联逆变器的设计与生产成本低，且逆变器的并联运行可以很大程度上提高光伏发电系统的输出功率，此外还可以通过增减并联逆变器的方式进而灵活的调整发电系统的输出功率，进行功率分配。尽管并联逆变器具有以上优点，其在运行过程中由于不能保证各逆变器的输出电压及线路阻抗完全一致，因此会在逆变器间产生环流。为了保证电能质量及系统的安全可靠运行，要尽可能减小逆变器的零序环流；在直接并联的三相电压源型逆变器中，零序环流流经公共直流侧连接处及交流电网连接处，因此可以采用独立的直流侧或在交流电网侧增加独立隔离变压器对环流进行阻断，虽然采用这种硬件阻断方法可以有效消除环流，但是该系统体积会变大，且成本会上升；此外，还有比例积分控制器、无差拍控制器、非线性控制器等用于零序电流反馈控制，但需要各逆变器间共享数据。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种减小三相并联电压源型逆变器循环电流的方法，包括以下步骤：

步骤一、实时监测公共直流侧电压V_dc、各逆变器电网侧三相电流i_m,n(m＝1,2；n＝a,b,c)，通过锁相环得到网侧电压相位θ，其中m为逆变器数量，n为相数；

步骤二、将逆变器电网侧三相电流i_m,n(m＝1,2；n＝a,b,c)及给定电流作为电流环外环输入，并将三相电流i_m,n(m＝1,2；n＝a,b,c)结合电压相位θ经计算、PARK变换得到零序电流分量、及两相旋转坐标系电流i_m,dq；

步骤三、将零序电流分量与给定零序电流进行比较，输入到PI控制器及RC控制器，输出零序参考电压分量；

步骤四、将两相旋转坐标系电流i_m,dq，两相旋转坐标系给定电流进行比较，输入到PI控制器，再经过反PARK变换输出非零序参考电压分量；

步骤五、将上述步骤三得出的零序参考电压分量与步骤四得出的非零序参考电压分量合并得到调制电压，输入到PWM环节，最后输出逆变器单元开关序列。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤三和步骤四中PI控制器的传递函数可以表示为：

其中为K_p比例系数，K_i为积分系数，T_s为采样周期。

作为本发明的进一步优化方案，所述所述K_p满足关系为

其中，L_s为逆变器交流侧与电网之间的单相电感，ω_c为交叉频率。

作为本发明的进一步优化方案，所述交叉频率与ω_c积分系数K_i之间需要满足的关系为：