[发明专利]非线性负载下并联逆变器谐波功率均分控制方法

说明书

本发明公开了基于自调整虚拟谐波阻抗的并联逆变器谐波功率均分控制方法，本发明首先采用下垂控制算法得到输出电压幅值和相角值，并合成输出电压参考值，然后加入自调整虚拟谐波阻抗算法，得到输出电压指令，并进行输出电容电压电感电流双闭环控制。自调整虚拟谐波阻抗算法即引入谐波电流信息构造变虚拟谐波阻抗，建立起谐波电流与虚拟谐波阻抗的自调整下垂关系，动态地调节谐波电流分配。本发明提出的改进型虚拟谐波阻抗机制，采用自调整方法重新构造系统的输出阻抗，减小谐波环流进而减小总的环流，无需各逆变器间通讯和馈线阻抗检测，可自适应地均分谐波功率。

技术领域

本发明属于电力系统中的新能源分布式发电、孤岛微电网逆变器并联运行时的功率均分控制技术领域，具体涉及一种非线性负载下并联逆变器谐波功率均分控制方法。

背景技术

环境污染、能源危机日益严重，随着光伏、水电及风电等新能源发电技术的发展和应用，同时为协调大电网与分布式电源间的矛盾，微电网应用而生。逆变器作为分布式电源接入微电网的接口，使得大量微源并入微电网，构成了多逆变器并联环境。

当微电网系统为非线性负载供电时，非线性负载本身带有的谐波会影响系统频率及电压的调整，使其不能很好地协调控制各逆变器间的输出功率，降低并联系统的基波及谐波功率均分精度，尤其是当各并联逆变器馈线阻抗存在差异时，功率均分精度更加难以保证。若某台逆变器承担过高的负载功率，会导致该逆变器过载，影响系统的稳定运行。功率均分分为基波功率均分和谐波功率均分。其中，基波功率均分策略研究较多，技术也较为成熟，而谐波功率的均匀分配仍然具有难度，因此，实现各微源逆变器按其容量分配谐波功率具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的是提供了一种非线性负载下并联逆变器谐波功率均分控制方法，解决了并联逆变器孤岛运行时各逆变器无法按其额定容量均分负载功率的问题。

本发明所采用的技术方案是，非线性负载下并联逆变器谐波功率均分控制方法，包括以下步骤：

步骤1，采样逆变器x的输出电压u_{o_x}，桥臂电感电流i_{L_x}和输出电流i_{o_x}，其中x表示逆变器编号，且x∈[1,n]，而n表示逆变器台数，且n≥2；

步骤2，根据平均功率计算方法计算得到逆变器x的平均有功功率P_x和平均无功功率Q_x；

步骤3，采用下垂控制器对平均有功功率P_x和平均无功功率Q_x进行处理，得到逆变器x的输出电压参考值u_{ref_x}；

步骤4，根据基波电流提取方法提取出逆变器x输出电流i_{o_x}中的基波电流分量

步骤5，将逆变器x的输出电流i_{o_x}与输出电流i_{o_x}中的基波电流分量作差得到逆变器x的总谐波电流分量并计算出逆变器x总谐波电流分量的有效值根据自调整虚拟谐波阻抗算法构造自调整虚拟谐波阻抗即建立起逆变器x的自调整虚拟谐波阻抗与其输出总谐波电流有效值的反下垂关系，并将其与总谐波电流作乘得到逆变器x自调整虚拟谐波阻抗上的压降

步骤6，将步骤3中的逆变器x输出电压参考值u_{ref_x}与步骤5中的逆变器x自调整虚拟谐波阻抗上的压降作差，得到逆变器x的输出电压闭环指令u_{ref_vir_x}；

步骤7，将输出电压闭环指令u_{ref_vir_x}与逆变器x的输出电压u_{o_x}作差，该差值经过电压调节器得到逆变器x的电感电流指令i_{L_ref_x}；