[发明专利]一种新型并网逆变器控制方法

说明书

本发明公开一种新型并网逆变器控制方法，其特征在于这是一种考虑电网频率偏差的控制方法，该方法在原有重复控制环节中并联接入考虑电网频率偏差的辅助重复控制支路，从而扩大重复控制器的控制带宽，提高其对工作频率偏差的适应性。分析多内模重复控制的频率特性，并根据其稳定边界设计辅助重复控制支路的权重系数。该方法相比于仅含适用于标称频率工况重复控制通路的传统重复控制器，对谐波偏差指令具有基本相同的稳态精度；而当电网频率偏低于或偏高于标称频率时，本发明所设计的多内模重复控制器具有更高的稳态精度，而且对谐波的抑制效果更好，从而提高并网电流的质量。

技术领域

本发明属于重复控制领域，尤其涉及一种考虑电网频率偏差的并网逆变器多内模重复控制方法。

背景技术

并网逆变器是分布式电能接入电网的核心环节，其性能直接决定并网电流的质量。并网电流的谐波含量是评价其电能质量的重要指标。根据 IEEE 标准，含有风能、太阳能等分布式能源的发电系统，并网电流的总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion，THD)须小于 5%。

影响并网电流电能质量的主要因素包括：控制器的设计，输出滤波器的设计，直流侧电压纹波，逆变器开关死区时间等。在控制策略方面，目前常用的包括比例积分(PI)控制和比例谐振(PR)控制。PI 控制在高频段的增益大幅衰减，控制带较窄，跟踪偏差信号中高频谐波成分的精度较差，不利于抑制并网电流中的谐波成分。PR 控制通过对谐波的分次控制，在电网工作于标称频率时，能够实现分次谐波的无静差跟踪。然而，当电网频率发生偏差，偏离 PR 控制的谐振频率时，PR控制的对谐波控制的稳态精度将大幅下降，特别是在偏差频率被放大的高频率段，谐波频率与对应的PR 控制谐振频率的偏离值较大，造成即使调节PR控制的品质因数也难以涵盖正常的频率偏差。

基于内模原理的重复控制，是一种对周期性信号的积分，能够有效地实现对全频段谐波的无静差跟踪，从而有效抑制并网电流中的谐波，在单相并网逆变器，三相并网逆变器和有源电力滤波器中得到了广泛应用。在重复控制器的设计中，通常按照标称频率设计延时时长，当电网频率偏差时也会偏离其高增益跟踪频段，导致重复控制器的稳态精度降低。

发明内容

本发明就是针对上述问题，设计了一种考虑电网频率偏差的并网逆变器多内模重复控制方法，该方法在原有重复控制环节中并联接入考虑电网频率偏差的辅助重复控制支路，从而扩大重复控制器的控制带宽，提高其对工作频率偏差的适应性。分析多内模重复控制的频率特性，并根据其稳定边界设计辅助重复控制支路的权重系数。

本发明采用的技术方案是，一种新型并网逆变器控制方法，包括LCL滤波器、功率开关器件、多内模重复控制器。

所述的 LCL滤波器，由电网侧电抗、逆变器侧电抗和支路电容组成，起到滤除高频谐波的作用。

所述的功率开关器件，采用英飞凌型号FP100R12WKT4的IGBT，额定电压为1200V，额定电流为100A。

所述的多内模重复控制器，重复控制基于内模原理，把外部周期性信号的动力性模型植入反馈通路，从而构成高精度的反馈控制系统。

本发明的有益效果是，该新型并网逆变器控制方法，相比于仅含适用于标称频率工况重复控制通路的传统重复控制器，对谐波偏差指令具有基本相同的稳态精度；而当电网频率偏低于或偏高于标称频率时，本发明所设计的多内模重复控制器具有更高的稳态精度，而且对谐波的抑制效果更好，从而提高并网电流的质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图 1 是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明的新型并网逆变器控制方法，包括LCL滤波器、功率开关器件、多内模重复控制器。