[发明专利]基于分数阶PIR的并网电流直流分量抑制方法

说明书

本发明涉及一种基于分数阶PIR的并网电流直流分量抑制方法。该方法如下：检测并转换三相电压、并网电流；利用锁相环得到电网电压角度以及角频率；并网电流检测值经过计算得到平均值，平均值经过一个积分环节后与并网电流检测值共同进行dq坐标变换。测量直流电压量，计算得到旋转坐标系下有功电流给定值。在旋转坐标系下利用电流参考值与实测值进行作差计算，经过FO‑PIR控制器得到旋转坐标系下的电压参考值，与旋转坐标系下有功、无功电压实测值以及耦合量进行计算并转换得到两相静止坐标系下的电压信号，再经过SPWM调制得到控制网侧变流器的开关信号。本发明可在不对系统硬件进行较大改动的前提下，实现非隔离型三相并网逆变器的直流分量抑制，使逆变器输出电流含有极少的直流分量。

技术领域

本发明涉及并网逆变器控制领域，尤其是基于分数阶PIR的并网电流直流分量抑制方法。

背景技术

非隔离型光伏并网逆变器由于不含隔离变压器，转换效率最高可达到98％，其拓扑结构的研究受到世界各国研究人员的追捧。但非隔离并网逆变器与电网之间不存在电气隔离，难以避免的会将逆变发电所产生的直流分量注入电网。直流分量的危害主要表现在注入电网后对电网设备产生极大的危害，尤其是对电力变压器产生的影响最为严重。电力变压器是否能够正常运行会直接影响到用电单位的用电质量以及电网电能的传输。直流分量注入电网不仅会对电力变压器产生严重的影响，对其他的用电设备也会造成不同程度的危害：(1)导致电网变压器初级电流峰值过高，使电流保护设备安全受到威胁。输入电流保险会由于过高的电流烧毁，引起区域性断电。(2)并网电流中的直流分量会造成接地导线电蚀加剧。(3)电网上的其他设备会遭到不同程度的负面影响。例如会使并网的交流发电机发热或产生脉动转矩等。(4)直流分量还会导致检测误差或增加谐波含量等。

采用非隔离型并网逆变器，必须解决直流分量注入问题，国内外学者相继投入对该问题的研究。众多直流分量抑制方法中，虚拟电容法性价比较高，应用较为广泛；同样的，三相并网逆变器多采用电网电压前馈控制策略，必然涉及到坐标系的转换问题；当采用虚拟电容法，在进行坐标转换时，往往需要进行复杂的解耦控制，使虚拟电容法失去优势。

因此，需要一种新的技术方案来解决虚拟电容法不适用于三相并网逆变器的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种方法简单、工作可靠的直流分量抑制方法，该方法可使虚拟电容法应用在三相并网逆变器时，避免复杂的解耦过程，并在一定程度上提升控制器的性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:

1.基于分数阶PIR的并网电流直流分量抑制方法，其特征在于，检测并转换三相电压、并网电流；利用锁相环得到电网电压角度以及角频率；并网电流检测值经过计算得到平均值，平均值经过一个积分环节后与并网电流检测值共同进行dq坐标变换；测量直流电压量，计算得到旋转坐标系下有功电流给定值；在旋转坐标系下利用电流参考值与实测值进行作差计算，经过FO-PIR控制器得到旋转坐标系下的电压参考值；与旋转坐标系下有功、无功电压实测值以及耦合量进行计算并转换得到两相静止坐标系下的电压信号，再经过SPWM调制得到控制网侧变流器的开关信号

进一步的，具体包括以下步骤：