[发明专利]一种阻性逆变器鲁棒下垂多环控制方法

说明书

本发明公开了一种阻性逆变器鲁棒下垂多环控制方法，包括多逆变器并联系统、鲁棒下垂多环控制、电压电流双闭环控制和SPWM调制四个部分。功率外环采用鲁棒下垂控制器，可减小等效输出阻抗差异对功率精确分配的影响。通过引入虚拟复阻抗使逆变器的等效输出阻抗呈阻性，可减少阻抗差异的影响，并抑制谐波环流，实现谐波电流均分。采用准谐振PR 控制可实现在较宽频带内逆变器输出电压的零稳态误差控制，减少逆变器间输出电压偏差并抑制环流。采用电压前馈的电容电流比例控制提高系统暂态响应和电流抗扰动能力。

技术领域

本发明涉及一种逆变器控制方法，尤其涉及一种阻性逆变器鲁棒下垂多环控制方法。

背景技术

微电网是在新能源(如风能、太阳能等)分布式发电(distributed generation，DG)基础上新兴的前沿技术，与大电网互为支撑，是提高分布式发电供能效益的有效方式。目前，DG 和储能装置大多通过逆变器接口在公共连接点(point of common coupling，PCC)并接入微电网，再连接至公共电网，从而构成了微电网的多逆变器并联环境。然而，由于逆变器的控制方式、器件非线性、滤波参数等不同使得各逆变器的等效输出阻抗存在差异；而与公共连接点的距离及走线结构也使得线路阻抗存在差异，这均导致了逆变器间环流(基波环流、谐波环流)增大，引起微电网孤岛运行时支撑电压和频率的波动。因此，逆变器并联的功率精确分配和环流抑制方法研究对于微电网高效稳定运行至关重要，是亟需解决的重要课题。

为了实现逆变器并联“即插即用”，基于下垂控制技术的无互联线并联结构成为逆变器并联的首选拓扑，其控制上通过采用类似传统同步发电机的下垂特性的控制方法实现功率分配。然而，一方面，传统下垂控制法未综合考虑输出阻抗、线路阻抗的影响，且下垂系数在不同的系统负荷下是不变的，因而造成输出电压和频率的过度下垂，加剧了下垂调节引起的微电网电压和频率偏离，影响了微电网电压质量和频率稳定性。另一方面，线路阻抗和控制器类型及其参数对逆变器的等效输出阻抗及并联均流的影响也很大。

发明内容

为了克服电压跟踪效果不理想和输出阻抗较大的难题，本发明提出一种阻性逆变器鲁棒下垂多环控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

首先设计鲁棒下垂控制器，减小输出阻抗和线路阻抗差异对逆变器功率精确分配的影响；通过引入含阻性分量和感性分量的虚拟复阻抗，将逆变器的输出阻抗设计呈纯阻性。并采用准谐振(proportional resonant，PR)控制实现逆变器在较宽频带内输出电压的零稳态误差控制。阻性逆变器鲁棒下垂多环控制方法，包括多逆变器并联系统、鲁棒下垂多环控制、电压电流双闭环控制和SPWM调制四个部分。

所述多逆变器并联系统是由多个逆变器并联组成的电路，包括直流源、你变电路、LC滤波电路、所向黄、控制器和驱动保护电路。

所述鲁棒下垂多环控制可减小等效输出阻抗差异对功率精确分配的影响。

所述电压电流双闭环控制电压外环采用准谐振PR控制器，电流内环采用电容电流比例调节。

所述SPWM调制调制出控制逆变桥IBGT开关器件的开关信号。

本发明的有益效果是：功率外环采用鲁棒下垂控制器，可减小等效输出阻抗差异对功率精确分配的影响。通过引入虚拟复阻抗使逆变器的等效输出阻抗呈阻性，可减少阻抗差异的影响，并抑制谐波环流，实现谐波电流均分。采用准谐振PR 控制可实现在较宽频带内逆变器输出电压的零稳态误差控制，减少逆变器间输出电压偏差并抑制环流。采用电压前馈的电容电流比例控制提高系统暂态响应和电流抗扰动能力。

附图说明

图1 多逆变器并联系统结构图。

图2 并联逆变器控制系统框图。

图3 鲁棒下垂控制器结构框图。