[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

说明书

本发明公开了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，通过过电流保护功率控制方法来调节不平衡电网下并网逆变器的输出电流和输出功率；不平衡电网下并网逆变器的过电流保护功率控制方法包括对不平衡电网下输出电流分析，对最大输出电流进行控制并计算出合理的有功功率和无功功率参考值调节功率波动，然后通过模型预测功率控制选择三个矢量，并调节其占空比来对三电平逆变器的各个开关器件进行控制。本发明方法可以实现柔性功率控制，减少不平衡电网下的有功和无功功率波动，而且本发明方法控制的逆变器稳态性能表现良好，能够提高并网逆变器的功率容量。

技术领域

本发明涉及并网逆变器控制技术领域，具体涉及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。

背景技术

随环境问题和能源危机的日益严重，利用太阳能、风能等可再生能源的分布式发电技术受到越来越广泛的关注。而逆变器是分布式发电系统与电网的接口，它的控制性能的优劣会决定供电质量。实际电网由于一系列不确定因素会导致电网不平衡，不考虑电网不平衡的传统控制策略会降低并网逆变器输出电流质量，带来功率震荡等负面影响，而且当电网电压下降时，并网逆变器的控制策略会使诸如电流迅速增加，这可能会损坏开关器件。

现有的用于不平衡电网的控制策略，有通过修改功率参考值来直接减少电网电流避免过电流的方法，但是这种只通过降低期望输出的有功功率来避免过电流的方法会降低其功率容量；有通过注入额外的无功功率，使电网电流的峰值被限制在额定值以下，但这种方法中三角函数的计算会增加控制芯片的计算负担，而且输出功率的功率因数会变小。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有不平衡电网下并网逆变器控制策略中，过电流保护策略功率容量降低、计算量较大、功率因数降低的缺点，提供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，用计算更为简单的策略实现过电流保护功率控制的条件下，避免功率容量大幅减少，相比于同类方法有效提高过电流保护情况下的功率容量。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

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，该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；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，而所有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，当小三角形包含零矢量时，选择共模电压最小的OOO矢量，每个小三角形都包含两个个小矢量，两个小矢量对中点电压影响不一样，于是空间电压矢量图中24个小三角形包含48个矢量组合。

具体步骤如下：

在不平衡电网下，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，而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。