[发明专利]基于前馈补偿和虚拟阻抗的并网控制方法

权利要求书

1.一种基于前馈补偿和虚拟阻抗的并网控制方法，其特征在于：所述方法包含以下步骤：

步骤1、构建一台三相并网逆变器主电路系统；

步骤2、利用锁相环得到电网公共耦合点三相电压的相角，并生成参考电流；

步骤3、将逆变器侧电感电流和电网公共耦合点电压进行坐标变换，并得到αβ坐标系下的主电路模型；

步骤4、将α轴的参考电流和αβ坐标变换后逆变器侧α轴电流进行做差，再减去由αβ坐标变换后的公共耦合点的β轴电压与前馈补偿函数的乘积作为误差输入；而将β轴的参考电流和αβ坐标变换后的逆变器侧β轴电流进行做差，再加上由αβ坐标变换后的公共耦合点的α轴电压与前馈补偿函数的乘积作为误差输入；

步骤5、误差输入再经过多PR控制补偿器得到U_{pwm_αβ}，再减去内环虚拟阻抗的压降得到最终的调制信号，控制三相半桥逆变器功率管的开通和关断。

2.根据权利要求1所述的一种基于前馈补偿和虚拟阻抗的并网控制方法，其特征在于：在步骤1中，所述构建一台三相并网逆变器主电路系统，其具体实施步骤如下：

三相主电路结构主要由三部分组成：功率开关器件、LCL滤波器、网侧电抗；其中6个功率开关器件组成三相半桥结构，LCL滤波器用于滤除功率开关器件输出的高次电压谐波，网侧电抗用于模拟长距离传输的线路阻抗。

3.根据权利要求1所述的一种基于前馈补偿和虚拟阻抗的并网控制方法，其特征在于：在步骤2中，所述利用锁相环得到电网公共耦合点三相电压的相角，并生成参考电流；其具体实施步骤如下：利用锁相环所得到的相角θ_PLL用于生成参考电流：

(1)式中i_{ref_α}和i_{ref_β}分别为αβ轴的参考电流；i_ref为参考电流的有效值；θ_PLL为锁相环输出的相角。

4.根据权利要求1所述的一种基于前馈补偿和虚拟阻抗的并网控制方法，其特征在于：在步骤3中，所述将逆变器侧电感电流和电网公共耦合点电压进行坐标变换，并得到αβ坐标系下的主电路模型；其具体实施步骤如下：

由于三相系统中3k次谐波含量很低，而其他次谐波的三相电压或电流的瞬时值之和为零，这里k为整数；因此三相系统中实际上只有两个独立的变量，因此结合电机中实际存在的空间位置进行坐标变换；选择采用等功率变换，有：

(2)式中i_1α和i_1β分别为αβ坐标系下αβ轴的逆变器侧电感电流；i_1a，i_1b和i_1c分别为abc坐标系下逆变器侧三相电感电流；

(3)式中U_{pcc_α}和U_{pcc_β}分别为αβ坐标系下αβ轴的PCC点电压；U_{pcc_a}，U_{pcc_b}和U_{pcc_c}分别为abc坐标系下PCC点电压；

由上面坐标变换得到了新坐标系下的变量，从坐标变换可以看出变换过程只涉及数值上的加减，两轴之间变量并不会产生耦合，因此αβ坐标系下的主电路模型和abc坐标系下主电路模型一致，以α轴为例，分别选取电感电流和电容电压为状态变量得到(4)式：

(4)式中U_{pwm_1}为αβ坐标变换后α轴最终的输出调制信号；V_Ca为主电路电容电压αβ坐标变换后α轴的电容电压；L₁和L₂分别为主电路的LCL滤波器的逆变器侧电感和网侧电感；i_1α、i_2α、i_Cα分别为LCL滤波器αβ坐标变换后的逆变器侧电感电流、网侧电感电流、和电容电流，利用(4)式变量之间的关系可以得到αβ坐标系下主电路结构。