[发明专利]一种电网电压特定次分量前馈的并网逆变器控制方法

说明书

本发明公开了一种电网电压特定次分量前馈的并网逆变器控制方法。本发明针对数字控制下采用电网电压全前馈的并网逆变器存在的问题，包括并网电流谐波抑制效果变差和弱电网下系统可能会不稳定两个方面，提出一种电网电压特定次分量前馈的控制策略。该策略通过在电网电压前馈通路加入由若干谐振环节组成的滤波器，仅提取特定频率的电网电压分量进行前馈，保证并网逆变器系统在弱电网下稳定的同时，通过调整谐振环节的参数，还能够提升并网电流的谐波抑制效果。除此之外，在电网电压前馈通路中加入了自适应调节控制，以适应实际应用时的电网电压频率波动。

技术领域

本发明涉及一种并网逆变器电网电压特定次分量前馈的控制方法，尤其涉及一种用于弱 电网下提升并网逆变器并网电流谐波抑制效果的电网电压特定次分量前馈的控制策略，属于 新能源并网发电领域。

背景技术

近年来，为了应对能源危机和环境污染等问题，以风能和太阳能为代表的可再生能源正 得到越来越广泛的利用。并网逆变器作为分布式可再生发电单元与电网之间的接口，正成为 国内外学者研究的热点。但随着分布式发电系统并网功率的增加和接入电网位置的广泛分布， 电网越来越呈现出弱电网的特性，电网电压中的背景谐波含量也越来越丰富。电网电压背景 谐波将会引起并网逆变器并网电流畸变，引起设备损耗增加、利用率和使用寿命下降等问题。 也会影响继电保护和计量装置的可靠性及准确性。

为保证接入并网逆变器后电网仍安全、稳定且高质量运行，国内外制定了一系列并网逆 变器接入标准和技术规范，如我国制定的国家标准GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要 求》、国家电网公司企业标准Q/GDW 617-2011《光伏电站接入电网技术规定》和国际标准 IEEE Std.1547.1a-2015、IEEE Std.1547-2018等。这些标准和技术规范均对并网电流的谐波含 量做出了明确限制。因此，为满足相关并网电流谐波标准，并网逆变器必须能够有效抑制电 网电压背景谐波引起的并网电流谐波。

要提高并网逆变器对电网电压背景谐波引起的并网电流谐波的抑制能力，有两种基本的 方法：1)提高并网电流环的环路增益；2)采用电网电压前馈控制。

提高并网电流环的环路增益有采用多谐振调节器或重复控制器的方法，但是采用多谐振 调节器方法会影响系统的环路增益，可能导致系统不稳定；重复控制的不足是并网逆变器的 动态性能较差。如果将电网电压采样，并通过合适的传递函数叠加到并网逆变器的调制波v_M中，与电网电压对并网电流产生的影响进行对消，同样可以实现并网电流谐波分量的抑制， 该方法即为电网电压前馈控制策略。

现有研究针对单相LCL型并网逆变器提出电网电压全前馈控制方法，推导了完全消除电 网电压对并网电流影响的电网电压全前馈函数，从而大大提高了并网逆变器对高次谐波的抑 制能力。但由于数字控制延时的影响，电网电压全前馈的并网电流谐波抑制效果会变差，并 且会在并网逆变器输出阻抗中引入负相移，恶化逆变器在弱电网下的稳定性。

因此，如何在保证逆变器在弱电网下稳定的同时，提升对并网电流谐波的抑制效果是本 领域研究人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种弱电网下并网逆变器电网电压特定次 分量前馈的控制方法，该方法能够保证并网逆变器系统在弱电网下稳定的同时，提升对并网 电流谐波的抑制效果。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种电网电压特定次分量前馈的并网逆 变器控制方法，包括如下步骤：

步骤一、采集并网逆变器电网电压v_pcc，电容电流i_C和并网电流i₂；