[发明专利]一种新能源并网逆变器桥臂内电势直接控制方法及系统

说明书

本发明公开一种新能源并网逆变器桥臂内电势直接控制方法及系统，属于并网逆变器控制技术领域；控制方法为：通过测量并网逆变器端口电压和电流，获得实测值，并计算瞬时有功和无功值；再分别获得并网逆变器桥臂内电势的相角参考和幅值参考，进而可生成桥臂内电势参考；同时利用观测器基于端口电压、电流实测值和并网逆变器模型，估计出并网逆变器桥臂内电势；最后，将内电势估计值作为内电势闭环反馈控制的反馈信号，与生成的桥臂内电势参考进行比较后，送入内电势控制器，从而获得调制信号送入PWM模块，实现对并网逆变器桥臂内电势的直接控制；相较现有的并网逆变器控制方法，本发明方法提升并网逆变器的动态性能并改善电能质量。

技术领域

本发明属于并网逆变器控制技术领域，具体涉及一种新能源并网逆变器桥臂内电势直接控制方法及系统。

背景技术

跟网型并网逆变器具有功率调节速度快、可再生能源利用率高的优点，但是其一般以最大化有功功率输出为主要运行目标，不能够如传统同步发电机一样支撑电网电压和频率稳定。随着新能源发电渗透率的不断提升，电网逐渐有强电网变为弱电网状态，为了增强并网逆变器在复杂工况下的适应性，构网型逆变器应运而生。

构网型逆变器具备模拟传统同步发电机的阻尼和惯性的潜力，能够为电网提供频率和电压支撑。然而构网型逆变器在强网情况下存在振荡风险，从而导致并网系统不稳定。

现有的构网型逆变器一般采用电压、电流双内环的控制结构，在强网情况下存在振荡风险，为了实现强网条件下的稳定运行，一般需要加入虚拟电感。虚拟电感需要对采样电流进行微分运算，因此需要对采样电流进行低通滤波，但是加入低通滤波会使得动态特性变差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新能源并网逆变器桥臂内电势直接控制方法及系统，提升并网逆变器的动态性能并改善电能质量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种新能源并网逆变器桥臂内电势直接控制方法，所述并网逆变器拓扑结构包括：直流侧电源、三相逆变器、三相电网阻抗和三相电网；其中，三相逆变器包括三相逆变电路、三相LC滤波器、三相电压传感器、三相电流传感器和三相逆变器控制器；

所述方法包括：

利用三相电压传感器和三相电流传感器分别采集三相LC滤波器滤波电容三相电压和三相LC滤波器滤波电感三相电流，并分别作为逆变器端口电压v_abc和逆变器端口电流i_abc；

根据逆变器端口电压v_abc和端口电流i_abc，计算逆变器输出有功功率p和无功功率q；

以逆变器端口电压v_abc和端口电流i_abc为输入，利用观测器估计逆变器桥臂内电势u'_φ；

根据有功功率p和无功功率q，生成桥臂内电势相角参考θ和幅值参考U；

根据内电势相角参考θ和内电势幅值参考U，通过内电势计算公式得到内电势参考值u_φ-ref；

将内电势参考值u_φ-ref与内电势估计值u’_φ比较后，得到调制波v_mabc；

调制波v_mabc送入PWM模块，生成驱动信号，控制逆变器。

进一步地，采集到逆变器端口电压v_abc和端口电流i_abc后，将采集信号模拟量转换为数字量并传输至三相逆变器控制器。

进一步地，计算逆变器输出有功功率p和无功功率q的步骤包括：