[发明专利]用于分散控制下多逆变器并联谐波抑制的方法

说明书

本发明公开一种用于分散控制下多逆变器并联谐波抑制的方法，通过对各逆变器输出电压进行锁相，根据馈线参数对输出电压相位进行相角补偿，以预估并网点的电网电压相角实现逆变器之间同步；再利用动态载波移相，使各个逆变器克服自身晶振误差的影响，保持逆变器处于最优载波相位以减少并网电流纹波。该方法可以实现在没有通讯线没有中央控制器的条件下，各逆变器达到同步，抑制逆变器并网电流谐波。

技术领域

本发明涉及用于多逆变并联环境下抑制逆变器并网点处纹波电流的方法，具体是以分散控制方式进行动态载波移相的PWM调制方法以抑制并网电流谐波。

背景技术

分布式发电(Distributed Generation.DG)系统具有投资低、环境友好、发电方式灵活、能源利用率高及供电可靠性高等优点。近年来，基于风力和太阳能等可再生能源的新能源发电技术得到了长足的发展，为大规模建设分布式发电系统提供了条件，新能源发电量所占能源结构的比重越来越大。分布式发电系统有两种运行模式:一种是离网孤岛运行，只给本地负载供电不向电网输送电能；另一种是并网运行，接入电网向电网输送电能，大多数情况下系统都是并网运行。

设计并网逆变器时，逆变器的稳定性是我们的首要指标，此时电网假定为理想电网。但在多逆变器并联并网应用中，电力电子装置的接入给电网提供了大量的非线性负载，并且各分布式发电系统的控制参数差异，线路阻抗差异，地理位置差异会对接入电网点产生较大冲击，甚至导致系统失稳。单独针对单台逆变器进行优化时，其成本、效率难以进一步优化，而针对多机并联系统看作整体，抑制电网接入点谐波的方法有助于突破单机设计的瓶颈。其中多机并联的集总控制技术在实际应用中受到环境和成本约束较大，并且过长的通讯线会降低系统运行可靠性，因此需要提出分散控制下的多逆变器并联抑制电网接入点谐波技术。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于分散控制下多逆变器并联谐波抑制方法，利用分散控制取代集总控制，在逆变器之间没有通讯线的基础上，各个逆变器相互自治，基于交错技术进行载波移相，以抑制逆变器并网电流纹波，保证并网电流的谐波特性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：用于分散控制下多逆变器并联谐波抑制的方法，包括以下步骤：

(1)各个逆变器利用其出口处电压进行锁相，经过相角补偿后预估并网点电压以实现多逆变器之间的同步；

(2)通过逆变器输出电压相位，以及线路阻抗参数预估并网点电压相位，并参考控制器内部数字载波的当前相位，制定移相方案，通过在一个基波周期(0.02s)内改变载波的频率和幅值，以实现动态调节载波相位；

(3)将所有逆变器看作一个整体，利用载波移相技术改善逆变器并网点并网电流的谐波特征，实现对输出电流纹波的抑制；

进一步的，步骤(1)包括以下步骤：

a)利用20kHz的锁相环对逆变器电压进行采样，以实现对出口电压相角的快速跟踪，利用50Hz的运算频率对载波相位进行计算，利用1kHz的频率对载波相位进行调节：其中载波频率的调整是每隔20ms计算移相角度，动态进行载波移相，纠正载波相位；

b)利用已知馈线参数R_F和X_F，对已经采样得到的逆变器出口电压相位θ_PoC(k)进行补偿，预估并网点电压相位以实现同步，计算如下：

其中X_F＝ω₀L_F由此可以得到：

并网点的电压相角就可以精确算出：