[发明专利]三相电流型并网逆变器控制方法

说明书

本发明公开一种三相电流型并网逆变器控制方法，包括：构造包含并网电流与逆变器侧电流的核函数；根据核函数，通过最小二乘法并经过近似处理推导出由交流侧电感电流比例反馈项、电容电压比例反馈项和逆变器侧电流稳态值前馈项构成的控制模型，其中，电感电流比例反馈系数与电容电压比例反馈系数仅与同一个控制参数相关；获取交流侧电感电流、电容电压和电网电压，并计算电感电流稳态值和电容电压稳态值，通过基于扰动变量状态空间方程的稳态卡尔曼观测器观测逆变器侧电流稳态值；根据交流侧电感电流、电容电压、电感电流稳态值、电容电压稳态值、逆变器侧电流稳态值和控制模型，得到逆变器侧输入电流指令值，以对三相电流型并网逆变器进行控制。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，特别涉及一种三相电流型并网逆变器控制方法。

背景技术

随着能源短缺和环境污染问题的日益严峻，风能、太阳能等可再生能源发电技术得到了快速的发展。并网逆变器作为可再生能源与电网的接口，具有极大的研究价值。根据直流侧储能形式的不同，并网逆变器分为电压型逆变器(VSI)和电流型逆变器(CSI)。相对于VSI来说，CSI具有升压特性、可靠的短路保护特性、简单的直接电流控制特性等优点，因此目前已经广泛地应用于包括新能源发电、电机驱动、有源电力滤波器等在内的诸多领域。

对于三相电流型并网逆变器来说，其控制策略主要分为间接电流控制策略与直接电流控制策略，其区别在于是否直接对并网电流进行控制。一般来说，间接电流控制方法容易实现，但系统抗参数扰动性能较差。而对于直接电流控制方法，主要分为线性控制与非线性控制方法，其中线性控制主要为传统的直流侧电流、网侧电流双闭环控制，而非线性控制主要包括反步控制方法、无源控制方法、滑模控制方法以及模型预测控制方法。对于传统的直流测电流PI环、网侧电流PI/PR环控制方法来说，由于要考虑CL滤波器的谐振抑制作用，因此还需要增加电容电压反馈环，这使得系统参数整定过程较为复杂。对于非线性控制方法来说，其控制系统大多都较为复杂，其中模型预测控制(MPC)是一种比较容易理解的控制方法。相关技术结合有限集MPC方法与电容电压比例反馈有源阻尼方法，较好的实现了电流型变换器的控制，然而有限集MPC控制要求更高的控制频率，这导致处理器的计算负担较大。同时开关管的开关频率不固定，使CL滤波器的设计较为困难。综上，目前关于电流型并网逆变器的控制仍然缺少一种简单直观的控制方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种三相电流型并网逆变器控制方法，使三相电流型并网逆变器具有抑制CL滤波器谐振功能、单位功率因数并网功能、方便调整的参数以及良好的动态性能与稳态性能。

为达到上述目的，本发明提出了一种三相电流型并网逆变器控制方法，包括：构造包含并网电流与逆变器侧电流的核函数；根据所述核函数，通过最小二乘法并经过近似处理推导出由交流侧电感电流比例反馈项、电容电压比例反馈项和逆变器侧电流稳态值前馈项构成的控制模型，其中，所述控制模型中的电感电流比例反馈系数与电容电压比例反馈系数仅与同一个控制参数相关；获取交流侧电感电流、电容电压和电网电压，并计算得到电感电流稳态值和电容电压稳态值，以及通过基于扰动变量状态空间方程的稳态卡尔曼观测器观测得到逆变器侧电流稳态值；根据所述交流侧电感电流、电容电压、所述电感电流稳态值、所述电容电压稳态值、所述逆变器侧电流稳态值和所述控制模型，得到逆变器侧输入电流指令值，并根据所述逆变器侧输入电流指令值对所述三相电流型并网逆变器进行SVPWM控制。

根据本发明实施例的三相电流型并网逆变器控制方法，通过构造包含并网电流与逆变器侧电流的核函数，并根据核函数，通过最小二乘法并经过近似处理推导出由交流侧电感电流比例反馈项、电容电压比例反馈项和逆变器侧电流稳态值前馈项构成的控制模型，然后基于该控制模型对三相电流型并网逆变器进行SVPWM控制，由此，电容电压比例反馈项可以抑制CL滤波器谐振，电感电流比例反馈项与逆变器侧电流稳态值前馈项可以实现并网电流的无静差控制，并且需要整定的控制参数只有一个，方便调试，另外，该控制方法还具有良好的动态性能与稳态性能。