[发明专利]一种增强系统抗干扰能力的并网逆变器谐振抑制方法及装置

说明书

本发明公开一种增强系统抗干扰能力的并网逆变器谐振抑制方法,它通过采集相关信号并进行处理，最终得到调制信号，由该调制信号通过PWM调制环节产生控制信号对并网逆变器的运行进行控制。本发明仅通过电容电流前馈和并网电流反馈实现电网电压全前馈以及有源阻尼的功能，抑制了电网背景谐波以及LCL滤波器谐振峰对并网电流的影响，简化了控制复杂度的同时具有良好的控制效果。同时，本发明还提供了一种并网逆变器谐振抑制装置。

技术领域

本发明涉及并网电流控制技术领域，具体说明是一种增强系统抗干扰能力的并网逆变器谐振抑制方法，还包括一种并网逆变器谐振抑制装置。

背景技术

能源问题在电力生产，电力工作等方面具有不容忽视的地位，随着目前全球范围内不可再生能源的逐渐枯竭，以太阳能、风能为主的可再生能源逐渐得到开发，越来越多的分布式电源被接入电网中作为传统化石能源的替代。而并网逆变器作为分布式发电系统与电网之间的关键接口设备，目前已成为电力电子领域的研究热点。其自身固有的特性以及复杂的运行工况给电力系统的稳定运行带来了挑战。

LCL滤波器因其更好的滤波效果以及更小的体积而在并网逆变器系统中广泛应用。但其在谐振频率处存在谐振尖峰以及180°的相位跳变，若不对其进行阻尼，可能会使并网逆变器输出电流的总谐波失真过大而不满足并网要求，甚至导致系统不稳定。一些学者通过在系统中串并联电阻的方式使系统的阻尼得以增加，实现简单，但无源阻尼的方式会对LCL滤波器的低频增益或高频谐波衰减能力产生影响，同时会导致系统产生大量的损耗。针对无源阻尼存在的问题，有源阻尼的方法得以提出，这种方法通过反馈电容电流的方式从控制上模拟出一个与实际并联电阻相同效果的虚拟阻抗，从而使LCL滤波器的谐振峰得以抑制，阻尼效果较好，但该方法在数字控制下易导致系统出现不稳定现象，同时参数设计较为复杂。部分学者还提出了分裂电容电流控制以及加权平均电流控制两种基于系统降阶的控制方法，通过反馈合适的状态变量从而使系统从三阶降为一阶，以此来消除环路中的谐振尖峰。但这两种实现形式均没有对并网电流进行直接控制，并网电流中仍会出现震荡，需要结合无源以及有源阻尼的方式进行改进。

上述的阻尼控制策略均是针对理想电网条件下进行设计的，当电网中由于挂接的非线性设备从而产生大量的背景谐波时，其会通过功率回路对并网电流的质量产生影响，针对这种影响，一些学者提出了电网电压前馈的方法来进行抑制，但该方法会使得系统的控制回路以及控制算法复杂度大大增加。另外一些学者则采用多谐振控制器的方式增大电网背景谐波频率处的增益从而抑制其影响，但当需要被抑制的谐波频率较高时，系统的稳定裕度会大幅下降甚至不稳定。

从上述对并网逆变器的控制策略研究可知，目前仍缺少一种既可对LCL滤波器的谐振进行阻尼抑制，又可以对电网背景谐波进行抑制的控制策略。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一就是提供一种可以同时抑制电网背景谐波以及LCL滤波器谐振峰对并网电流影响的控制方法，能够解决现有控制策略无法同时兼顾谐振抑制和抗干扰性的问题。本发明的目的之二在于提供一种并网逆变器谐振抑制装置。

本发明的目的之一是通过这样的技术方案实现的：

该种增强系统抗干扰能力的并网逆变器谐振抑制方法，包括以下步骤：

S1:采集公共耦合点处电压、电流以及LCL滤波器的电容电流；

S2:将采集到的公共耦合点电压相位与给定的电流参考值相乘，得到并网电流的给定参考信号；

S3:将采集到的公共耦合点处的电流通过一个反馈环节得到并网电流反馈信号；

S4:将所述并网电流反馈信号与给定参考信号进行比较，得到误差信号；

S5:通过电流调节器对所述误差信号进行调节，得到指令信号；

S6:将采集到的电容电流通过一个前馈环节得到电容电流前馈信号；