[发明专利]基于有源阻尼线性自抗扰控制的并联谐振抑制方法

说明书

本发明提出了一种基于有源阻尼线性自抗扰控制的并联谐振抑制方法。设计了基于三阶线性自抗扰控制的电流内环控制器，将并联并网逆变器系统中并联台数、电网阻抗、参数摄动等产生的多维耦合划归为系统总扰动并加以补偿，减小偏移谐振点的偏移量，降低了并联并网逆变器系统的耦合程度。在此基础上，采用基于电容电流反馈的有源阻尼控制方案，抑制并联并网逆变器的谐振尖峰，减小过电压、过电流等情况的发生。本发明基于有源阻尼线性自抗扰控制的并联谐振抑制方法，可有效减小并联并网逆变器间的耦合程度，抑制了并联并网逆变器系统的谐振诱发风险，提高了并联并网逆变器系统的运行稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及并网逆变器领域，具体为基于有源阻尼线性自抗扰控制的并联谐振抑制方法。

背景技术

并网逆变器作为分布式发电系统并网的核心环节之一，在保证能量传输的同时，还要提供电压和频率支撑。但随着分布式发电系统渗透率的不断增加以及电力电子技术的不断发展，单台并网逆变器很难满足实际工程需求，因此，并联并网逆变器的冗余设计极大的提高了功率传输能力和运行稳定性，得到了越来越多的关注。然而，并联并网逆变器系统的安全稳定运行受到并网逆变器参数、并联台数以及电网阻抗等的影响，且多逆变器间呈现多维耦合特性。对于LCL型并网逆变器的谐振抑制大多采用无源阻尼和有源阻尼两种控制方法。无源阻尼控制主要针对滤波电感和滤波电容进行改造，通过串联或并联电阻达到谐振抑制的目的，由于实现简单，在实际工程中得到了广泛应用。然而，额外增设电阻会增加硬件成本、削弱滤波器的高频衰减能力以及增大并网逆变器功率损耗。有源阻尼控制作为近年来的研究热点，在不引入额外的功率损耗的基础上，通过增加额外的虚拟电阻反馈通道来实现无源阻尼的谐振抑制效果。应用较广的电容电流比例反馈、多状态变量组合反馈以及电容电压微分反馈等方法均需加装额外的电压/电流传感器，增加了逆变器的硬件成本，降低了系统可靠性。此外，现有控制算法并未考虑多逆变器并联系统耦合特性且过于依赖模型精准度。因此，为了提高并联并网逆变器系统的运行稳定性和安全性，亟需一种兼顾并联并网逆变器间耦合特性和阻尼特性的并联谐振抑制方法。

发明内容

本发明针对并联并网逆变器系统由于软硬件参数差异、并联逆变器台数和线路阻抗摄动等引起的并联谐振问题，设计了基于有源阻尼线性自抗扰控制的并联谐振抑制方法。

本方法采用如下技术方案实现：基于有源阻尼线性自抗扰控制的并联谐振抑制方法，该方法包括用于采集交流测电压的交流电压采集模块、采集交流测电流的交流电流采集模块、采集滤波电容电流的电容电流采集模块；交流电压采集模块的输出端与锁相环的输入端连接，锁相环的输出端分别连接至坐标变换模块和反坐标变换模块，交流电流采集模块的输出端和电容电流采集模块的输出端分别与坐标变换模块的输入端连接，坐标变换模块输出端分别连接至虚拟阻尼模块和线性自抗扰控制模块的输入端，虚拟阻尼模块和线性自抗扰控制模块的输出端经过运算后输入至反坐标变换模块，反坐标变换模块的输出端与PWM驱动模块的输入端连接，PWM驱动模块的输出端与并网逆变器的反馈端连接。

上述的基于有源阻尼线性自抗扰控制的并联谐振抑制方法，包括以下步骤：

交流电压采集模块采集到交流侧电压U_abc输入锁相环模块；

锁相环模块输出初始相位角θ，并分别输入至坐标变换模块和反坐标变换模块；

坐标变换模块将所采集交流电流I_2abc和电容电流I_Cabc转换成dq坐标系下分量I_2dq和I_Cdq，其中电容电流的dq分量I_Cdq输入至虚拟阻尼模块，交流电流dq分量I_2dq输入至线性自抗扰控制模块；

交流电流的dq轴分量I_2dq与交流电流参考值I^*_2dq进行线性自抗扰控制计算后求得输出电压参考值U_dq；