[发明专利]微网逆变器与有源滤波器的功率/电流质量协同方法

摘要

本发明公开了一种微网逆变器与有源滤波器的功率/电流质量协同方法，考虑不平衡电网电压下，微网逆变器并网的输出功率波动与并网电流畸变之间存在一定矛盾，协同决策层将给定加权系数，有功功率参考值和无功功率参考值三个参数，传输给软件层，协同微网逆变器与有源滤波器的功率/电流质量。软件层中有源滤波器采用电压外环PI电流内环无差拍控制，控制有源滤波器对整个系统补偿电流的大小。微网逆变器采用αβ坐标系电流内环PR控制，控制微网逆变器的输出电流。硬件执行层产生预期控制动作，控制微网逆变器和有源滤波器的稳定运行。本发明平衡了不平衡电网电压下微网逆变器输出功率波动与电流畸变的矛盾，提高了整个系统的运行性能。

主权项

1.一种微网逆变器与有源滤波器的功率/电流质量协同方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在每个采样周期的起始点，对不平衡电网电压u_sa、u_sb、u_sc，并网电流i_sa、i_sb、i_sc，逆变输出电流i_a、i_b、i_c，有源滤波器补偿电流i_apfa、i_apfb、i_apfc分别进行采样；2)通过不平衡电网电压u_sa、u_sb、u_sc与不平衡电网电压锁相环获取坐标变换所需要的θ角，将并网电流i_sa、i_sb、i_sc经abc/dq坐标变换得到电流i_p、i_q，i_p、i_q经过LPF低通滤波后，得到瞬时有功电流的直流分量i_p^‑和瞬时无功电流的直流分量i_q^‑，将瞬时有功电流的直流分量i_p^‑和瞬时无功电流的直流分量i_q^‑经过dq/abc坐标变换得到abc三相基波电流值i_apfaf、i_apfbf、i_apfcf，将并网电流i_sa、i_sb、i_sc与变换到abc三相坐标系的三相基波电流值i_apfaf、i_apfbf、i_apfcf分别对应相减，获得有源滤波器总谐波补偿电流指令值3)将有源滤波器外环直流侧电容端实时电压U_{dc_apf}与参考电压的偏差经过有源滤波器外环电压PI控制器的传递函数G_PI(s)后，得到基波电流幅值调节信号再将基波电流幅值调节信号和无功电流幅值调节信号经dq/abc坐标变换，得到三相基波电流幅值调节信号将有源滤波器总谐波补偿电流指令值与加权系数K相乘后，分相叠加上三相基波电流幅值调节信号再分相与有源滤波器补偿电流i_apfa、i_apfb、i_apfc相减获得电流偏差值；4)将电流偏差值和不平衡电网电压u_sa、u_sb、u_sc经电流内环无差拍控制后获得的调制信号与DSP产生的三角波信号比较，获得控制有源滤波器的驱动方波信号；5)将不平衡电网电压u_sa、u_sb、u_sc进行abc/αβ坐标变换，获得αβ坐标系下的不平衡电网电压u_sα、u_sβ，将有源滤波器补偿电流i_apfa、i_apfb、i_apfc进行abc/αβ坐标变换，获得αβ坐标系下的有源滤波器补偿电流i_apfα、i_apfβ，将逆变输出电流i_a、i_b、i_c进行abc/αβ坐标变换，获得αβ坐标系下的逆变输出电流i_α、i_β；6)将αβ坐标系下的不平衡电网电压u_sα、u_sβ、给定有功功率参考值p^*、给定无功功率参考值q^*通过传递函数H(p^*,q^*)，得到αβ坐标系下的电流控制信号i_sα、i_sβ，将αβ坐标系下的电流控制信号i_sα、i_sβ分别减去αβ坐标系下的有源滤波器补偿电流i_apfα、i_apfβ，得到αβ坐标系下的参考逆变输出电流i_α^*、i_β^*；7)将αβ坐标系下的参考逆变输出电流i_α^*、i_β^*和αβ坐标系下的逆变输出电流i_α、i_β相减，得到电流偏差值；8)将电流偏差值通过电流环PR控制器的传递函数G_PR(s)，得到调制信号，将所述调制信号与DSP产生的三角波信号比较，获得控制微网逆变器的驱动方波信号。