[发明专利]三相电压源型并网逆变器的无冲击电流并网方法

说明书

技术领域

本发明属于电力的发电、变电或配电技术领域。是一种能有效抑制并网逆变器并网冲击电流的并网方法。

背景技术

近年来以光伏和风力发电为代表的分布式电源作为传统电源的补充，越来越多的接入电网中。与传统同步机可以直接供出工频交流电不同，分布式电源通常不能直接产生工频交流电，因此大多通过整流或者逆变装置实现并网和储存，而逆变器是直流型分布式电源接入电网的最主要接口。

逆变器是将直流电转变为交流电的装置，而从直流源的类型来分类，将直流电压源转变为交流电输出的逆变器称为电压源型逆变器，而将直流电流源转变为交流电输出的逆变器称为电流源型逆变器。在分布式电源接入中通常使用电压源型逆变器将直流电压转化为工频的电压或者电流接入电网。

目前，电压源逆变器在并网稳态运行中采用控制输出电流跟踪网侧电压来输出特定量的有功功率或者无功功率。这一控制方式并不直接控制逆变器的输出电压跟踪网侧的输出电压，而是利用实时采样各相电流值来计算输出的占空比。由于在逆变器并网之前并没有输出电流，因此在开始并网时初始采样电流为零，逆变器的输出电压不能跟踪网侧的电压故而在并网时候会出现较大的冲击电流。通常而言这个冲击电流的数值较大，甚至可能数倍于额定电流，这会对功率器件和其他元件产生严重的冲击。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可以避免产生严重的并网冲击电流的三相电压源型并网逆变器并网方法。本发明的技术方案如下：

一种用于三相电压源型并网逆变器的无冲击电流并网方法，包括下列步骤：

(1)断开并网开关；

(2)在三相逆变器并网点电网侧采集三相电网相电压：A相电压U_A,B相电压U_B,C相电压U_C；在并网点逆变器侧采集三相逆变器输出相电压：A相电压U_a，B相电压U_b，C相电压U_c，在并网点逆变器侧采集逆变器输出的三相电流I_A，I_B，I_C，经过Clarke变换得到α轴电流分量I_α，β轴电流分量I_β；

(3)通过三相锁相环算法将电网三相电压矢量定向在同步旋转坐标系的D轴上，计算得到旋转坐标系D轴与静止三相坐标系下A轴的夹角θ；

(4)用θ对从并网点逆变器侧采集到的三相逆变器输出相电压进行DQ变换，得到逆变器侧D轴电压分量U_d和Q轴电压分量U_q；利用θ对从并网点电网侧采集到的三相电网相电压进行DQ变换；得到网侧D轴电压分量U_D和Q轴电压分量U_Q；

(5)设置D轴电压调节单元，对D轴电压分量进行控制：利用计算得到的逆变器侧D轴电压分量U_d和电网侧D轴电压分量U_D进行比较，得到电压差；对电压差进行比例积分调节，D轴电压调节单元的输出为U_dout；设置Q轴电压调节单元，对Q轴电压分量进行控制：利用计算得到的逆变器侧Q轴电压分量U_q和电网侧Q轴电压分量U_Q进行比较，得到电压差；对电压差进行比例积分调节，Q轴电压调节单元的输出为U_qout；

(6)将U_dout和U_qout进行Park反变换，分别得到α轴分量U_αout和β轴分量U_βout；

(7)设置α轴电流调节单元，对α轴电流分量进行控制：设置这一电流调节单元参考值为I_αref；在并网前将U_αout赋值给I_αref作为参考值，与I_α进行比较得到电流差值；对电流差值进行比例谐振调节，得到α轴输出I_αout；

再设置β轴电流调节单元，对β轴电流分量进行控制：设置这一电流调节单元参考值为I_βref，在并网前将U_βout赋值给I_βref作为参考值与，I_β进行比较得到电流差值；对电流差值进行比例谐振调节，得到β轴输出I_βout；