[发明专利]一种不平衡电网下并网逆变器的过电流保护功率控制方法

权利要求书

1.一种不平衡电网下并网逆变器的过电流保护功率控制方法，其特征在于，所述的过电流保护功率控制方法包括下列步骤：

针对三电平并网逆变器，在不平衡电网下，计算出正序和负序电流峰值，调节有功功率和无功功率参考值进行过电流保护，并调节功率波动；其中，所述的调节有功功率和无功功率参考值进行过电流保护的过程如下：

在不平衡电网的静止两相坐标系αβ下，为了实现功率调节，对有功功率和无功功率二倍频波动进行调节，引入一个系数χ，且0≤χ≤1，设置有功功率参考值P_refF和无功功率参考值_QrefF为：

其中，P_ref是输出有功功率的实际期望值，而输出无功功率的实际期望值为0，(e⁺_α，e⁺_β)和(e^-_α，e^-_β)是αβ坐标系下电网电压的正序和负序分量，E^-和E⁺是负序和正序电网电压的峰值，当系数χ＝0时，完全消除无功功率波动；当系数χ＝1时，完全消除有功功率波动；当系数时，完全消除电网电流中的负序分量；通过调整χ的值，对有功和无功功率波动幅度进行调整，实现功率控制；

在给定有功功率和无功功率的条件下，输出电流峰值I_F为：

通过调节系数χ以及P_ref的值实现调节输出电流峰值；

利用模型预测功率控制的目标函数从备选的矢量组合中选择合适的三个矢量，并计算对应的开关序列以及占空比对逆变器的功率开关器件进行控制，其中，所述的备选的矢量组合由三电平逆变器空间电压矢量图中每个小三角形的顶点对应的矢量构成。

2.根据权利要求1所述的一种不平衡电网下并网逆变器的过电流保护功率控制方法，其特征在于，计算出输出电流峰值I_F以后，当系数χ小于[(E⁺)²-(E^-)²]/2(E⁺)²时，式(B)中绝对值被忽略消去，式(B)被化简为：

当以减少不平衡电网下并网逆变器无功功率波动为控制目标时，

其中，I_N是系数χ的值为[(E⁺)²-(E^-)²]/2(E⁺)²时的输出电流峰值，I_R是系数χ的值为0时的输出电流峰值，I_rated是额定电流；

当系数χ大于[(E⁺)²-(E^-)²]/2(E⁺)²时，式(B)中绝对值同样被忽略消去，式(B)被化简为：

当以减少不平衡电网下并网逆变器有功功率波动为控制目标时，

其中，I_A是系数χ的值为1时的输出电流峰值；

当P_ref的值过大时，只利用系数χ难以调节输出峰值电流I_F在额定电流I_rated以下，由此，对并网逆变器系统而言，输出功率的最大限制值为：

于是，通过调节P_ref和系数χ，实现过电流保护功率控制。

3.根据权利要求1所述的一种不平衡电网下并网逆变器的过电流保护功率控制方法，其特征在于，所述的模型预测功率控制的目标函数为：

J＝[P_refF-P(k+1)]²+[Q_refF-Q(k+1)]²+λ|u_o(k+1)| (H)

其中，P(k+1)和Q(k+1)分别是k+1时刻的有功功率和无功功率，u_o(k+1)是k+1时刻母线电容电压差，λ为模型预测功率控制中实现三电平逆变器中点电压平衡的系数，且λ≤1。

4.根据权利要求1所述的一种不平衡电网下并网逆变器的过电流保护功率控制方法，其特征在于，计算所述的有功功率和无功功率参考值时，αβ坐标系下电网电压正序和负序分量(e⁺_α，e⁺_β)和(e^-_α，e^-_β)的计算公式为：

其中，e⁺_αβ＝e⁺_α+j e⁺_β，e^-_αβ＝e^-_α+j e^-_β，e_αβ＝e_α+j e_β，T是电网基频周期，同理，αβ坐标系下电网电流正序和负序分量只需将式(I)中电压分量变为电流分量即可通过相同的方法获得。