[发明专利]基于零序电流无差拍控制的多变流器并联系统的环流抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于零序电流无差拍控制的多变流器并联系统的环流抑制方法，属于变流器并联系统的控制技术领域。

背景技术

三相电压型PWM变流器因其谐波低，效率高且功率因数可调而被广泛应用。PWM变流器作为并网逆变器应用于分布式发电系统中时，为了增加系统的容量，通常将多个变流器并联。通过功率模块并联，系统的功率等级、可靠性、经济性和效率都得到很大提高。然而，模块并联由于存在零序环流通路，当模块间的硬件参数和控制效果不同时，模块间会产生环流。环流会使并网电流发生畸变，增加系统损耗，降低系统效率，故在设计系统控制器时需考虑抑制环流。目前常用的环流抑制方法主要有以下几种：

隔离，包括变流器采用独立的直流电源，交流侧使用隔离变压器等方法。这种方法操作简单方便而且能够完全消除环流，但额外增加的硬件会增加系统的体积和成本。

高阻抗，使用相间电抗器来提供高相间阻抗。然而，电抗器只能在中、高频时有效，并不能抑制低频环流。

交错断续空间矢量调制，这种方法可以有效地降低系统输出电流的THD，但会增加开关元件的开关频率。

PI控制，这种方法易于实现，在各并联变流器的给定电流相等时控制效果较好，但并不适用于变流器给定电流不同及并网电抗不同时的情况，而且由于这种方法无法抑制本控制周期即将产生的环流，故动态响应较慢。

发明内容

本发明是为了解决多变流器并联系统中，多个变流器给定电流不同及交流侧滤波电感不同时，环流抑制动态响应慢的问题，提供了一种基于零序电流无差拍控制的多变流器并联系统的环流抑制方法。

本发明所述基于零序电流无差拍控制的多变流器并联系统的环流抑制方法，所述变流器为N个，N为大于3的自然数，N个变流器共交流母线且共直流母线，所述环流抑制方法包括以下步骤：

步骤一：使第1个变流器的零矢量修正值y₁＝0，然后对第2个变流器的零序电流i_z2进行采样；

步骤二：根据设定的采样周期、直流母线电压及前两个变流器各自的交流侧电感值获得比例系数P₂，根据比例系数P₂对采样获得的第2个变流器的零序电流i_z2与第2个变流器的给定零序电流i_{z2_ref}进行比例调节，同时将第1个变流器和第2个变流器的空间矢量脉宽调制的非零矢量占空比的差值除以12，获得第2个变流器的非零矢量的调节量，再将比例系数P₂与第2个变流器的非零矢量的调节量作差，获得第2个变流器的零矢量修正值y₂；

步骤三：利用第2个变流器的零矢量修正值y₂对第2个变流器的空间矢量脉宽调制中零矢量的分配进行实时调节，实现对第1和第2个变流器间的环流抑制；

步骤四：将第1和第2个变流器共同作为一个虚拟的变送器，对第3个变流器的零序电流i_z3进行采样；

步骤五：根据设定的采样周期、直流母线电压及前三个变流器各自的交流侧电感值获得比例系数P₃，根据比例系数P₃对采样获得的第3个变流器的零序电流i_z3与第3个变流器的给定零序电流i_{z3_ref}进行比例调节，同时根据第1个变流器和第2个变流器各自的交流侧电感值、零矢量修正值、及前两个变流器各自的非零矢量占空比与第3个变流器的非零矢量占空比的差值，获得第3个变流器的非零矢量的调节量，再将比例系数P₃与第3个变流器的非零矢量的调节量作差，获得第3个变流器的零矢量的修正值y₃；

步骤六：利用第3个变流器的零矢量的修正值y₃对第3个变流器的空间矢量脉宽调制中零矢量的分配进行实时调节，实现对所述虚拟的变送器和第3个变流器的环流抑制；

步骤七：采用步骤四、步骤五及步骤六的方法，依次对顺序并联的变流器进行环流抑制；当控制第N个变流器与前N-1个变流器间的环流时，将前N-1个并联的变流器视为一个虚拟的变流器，对第N个变流器的零序电流i_zN进行采样；