[发明专利]一种脉宽调制的无差拍并网控制方法

摘要

本发明公开了一种脉宽调制的无差拍并网控制方法，包括电压外环电流内环双闭环控制和快速鲁棒脉宽调制。电压外环采用PI控制，稳定逆变器直流侧电容电压；电流内环采用参数修正无差拍控制，降低了因滤波电感值变化对并网电流造成的畸变；快速鲁棒脉宽调制有效地解决了滞后一拍控制引入的延时问题，提高了系统的稳定性及动态响应速度。

主权项

1.一种脉宽调制的无差拍并网控制方法，包括以下步骤：1)在每个采样周期的起始点，对并网逆变器直流侧电压U_dc、电网电压u_gj和并网电流i_gj分别进行采样，将经过AD转换器转换后的数据送给DSP控制器进行处理；其中，j＝a,b,c，a,b,c分别对应电网电压的三相；2)将直流侧参考电压U_dcr与直流侧电压U_dc相减，得到差值u_e；3)将差值u_e与电压外环PI控制器的传递函数G_u(s)相乘，经过限幅后，得到并网电流幅值指令I_gr；4)将电网电压u_gj经过锁相环后，得到电网基波角频率ω₁，将电网基波角频率ω₁构造成sin(ω₁t+2kπ/3)，其中，k＝0,1,2,···；5)将并网电流幅值指令I_gr与sin(ω₁t+2kπ/3)相乘，得到并网电流指令i_gjr；6)将并网电流指令i_gjr、并网电流i_gj和电网电压u_gj经过无差拍电流控制后，得到等效占空比D_j；7)将等效占空比D_j经过快速鲁棒脉宽调制后，得到并网逆变器滤波电感L和电阻r两端的电压u_Lj；其特征在于，步骤6)中，无差拍电流控制的过程如下：将并网电流指令i_gjr与e^sTs相乘，再与并网电流i_gj相减，得到差值i_ej；将差值i_ej经过同步采样开关S，与k_atL/T_s相乘后，得到的乘积与电阻r相乘后的并网电流i_gj相加，然后再与电网电压u_gj相加，得到并网逆变器输出电压u_invj；将并网逆变器输出电压u_invj经过同步采样开关S，与零阶保持器的传递函数G_h(s)和控制延时的传递函数G_d(s)相乘，得到的乘积再与电网电压u_gj相减，得到滤波电感L和电阻r两端电压u_Lj，其中，s＝jω，j是虚部单位符号，ω为电网角频率；T_s是采样周期，T_s＝1/f_s，f_s为10kHz；k_at是滤波电感偏差系数，k_at＝L₁/L^*，k_at取值范围为0.4≤k_at≤1.1，L₁是控制中滤波电感量，L^*是滤波电感L的实际电感量；零阶保持器的传递函数G_h(s)的表达式为G_h(s)＝(1‑e^‑sTs)/s；控制延时的传递函数G_d(s)的表达式为G_d(s)＝1。