[发明专利]一种不平衡电网下并网逆变器的柔性功率控制方法

权利要求书

1.一种不平衡电网下并网逆变器的柔性功率控制方法，其特征在于，所述的柔性功率控制方法包括下列步骤：

针对三电平三相并网逆变器，在不平衡电网下，计算合理的有功功率和无功功率参考值来调节功率波动；

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；

其中，所述的计算合理的有功功率和无功功率参考值来调节功率波动的过程如下：

在不平衡电网下，求出在静止两相坐标系αβ下，三电平逆变器输出有功功率和无功功率表达式：

其中，ω表示电气角速度，t为时间，P₀和Q₀分别代表有功功率和无功功率的直流分量，P_c和P_s分别代表有功功率的二倍频分量，Q_c和Q_s分别代表无功功率的二倍频分量，其中有功功率和无功功率的各分量表示为：

其中，

式(B)和式(C)中(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，(i⁺_α，i⁺_β)和(i^-_α，i^-_β)是αβ坐标系下电网电流的正序和负序分量，为了消除有功功率的二倍频波动，并且让有功和无功功率的直流分量跟踪参考值，对P₀和Q₀以及k₁和k₂进行如下设置：

其中，P_ref是给定的有功功率值，将式(D)代入式(B)和式(C)后，解出能够消除有功功率二倍频波动时，有功和无功功率参考值应设置为：

其中，E^-和E⁺是负序和正序电网电压的峰值，表达式为：

同理，为消除无功功率的二倍频波动，将k₃和k₄设置为0，P₀和Q₀的设置与式(D)相同，解出有功和无功功率参考值为：

为实现柔性功率调节，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，结合式(D)和式(G)，得到有功和无功功率参考值的设置为：

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，实现柔性功率控制。

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柔性功率控制方法，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)| (I)

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时刻的三电平逆变器中点电压，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。