[发明专利]基于状态反馈的锁相环带宽自适应并网逆变器控制方法

权利要求书

1.一种基于状态反馈的锁相环带宽自适应并网逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集输出并网电流i_ga、i_gb、i_gc，以及电容电压u_ca、u_cb、u_cc；

步骤2，根据步骤1采集的电容电压u_ca、u_cb、u_cc，经三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程得到公共耦合点电压dq轴分量u_cd1、u_cq1；将电容电压u_ca、u_cb、u_cc经过锁相环PLL锁相得到公共耦合点电压相角θ；

由三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程为：

相角θ的计算公式为：

其中ω₀为公共耦合点电压的额定角频率，K_{p_PLL}为锁相环调节器比例调节系数，K_{i_PLL}为锁相环调节器积分调节系数，s为拉普拉斯算子；

步骤3，根据步骤2得到的电压相角θ，经过三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换，将步骤1采集的输出并网电流i_ga、i_gb、i_gc转化为两相旋转坐标系下的输出并网电流dq分量i_gd和i_gq；

输出并网电流由三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程为：

步骤4，设置输出并网电流指令信号i_gdref，i_gqref；根据步骤3得到的输出并网电流dq分量i_gd和i_gq，通过电网电流闭环控制方程得到PI调节器输出信号u_d和u_q；

电网电流闭环控制方程为：

u_d＝(k_p+k_i/s)·(i_gdref-i_gd)

u_q＝(k_p+k_i/s)·(i_gqref-i_gq)

式中的k_p为电流环PI调节器比例控制系数，k_i为电流环PI调节器积分控制系数；

步骤5，根据步骤2得到的公共耦合点电压dq轴分量u_cd1、u_cq1，经过基于微分负反馈的状态反馈环节方程，得到反馈dq分量u_cd2、u_cq2；然后根据步骤4得到的PI调节器输出信号u_d和u_q，分别减去反馈dq分量u_cd2、u_cq2，得到控制信号u_d1、u_q1；

基于微分负反馈的状态反馈环节方程为：

式中的ω_r为微分负反馈环节的谐振频率，K_m为并网逆变器微分负反馈的比例系数，n为并网逆变器微分负反馈的微分阶次；

控制信号u_d1、u_q1的计算式为：

u_d1＝u_d-u_cd2

u_q1＝u_q-u_cq2

步骤6，根据步骤2得到的公共耦合点电压相角θ，将步骤5得到的控制信号u_d1、u_q1经过两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换方程，转化为三相静止坐标系下的控制信号分量u_a、u_b、u_c；

两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换方程为：

u_a＝u_d1cosθ-u_q1sinθ

步骤7，根据步骤6得到的三相静止坐标系下的控制信号分量u_a、u_b、u_c，经过SPWM调制生成逆变器功率器件的开关信号，并通过驱动保护电路控制三相全桥逆变器功率器件的开通和关断。

2.根据权利要求1所述的一种基于状态反馈的锁相环带宽自适应并网逆变器控制方法，其特征在于，步骤2所述锁相环调节器比例调节系数K_{p_PLL}和锁相环调节器积分调节系数K_{i_PLL}的设置步骤如下：

步骤2.1，设置并网逆变器微分负反馈的比例系数K_m、并网逆变器微分负反馈的微分阶次n、公共耦合点11次谐波含量临界值A和公共耦合点13次谐波分量含量临界值B；给定锁相环调节器初始参数，所述锁相环调节器初始参数包括锁相环调节器初始比例系数K_{p_pll}’和锁相环调节器初始积分系数K_{i_pll}’；

步骤2.2，采样并网逆变器公共耦合点电流的11次谐波含量h₁₁和13次谐波含量h₁₃；

步骤2.3，判断是否满足条件：h₁₁A且h₁₃B；

若满足，保持锁相环调节器初始参数不变，即取：

K_{p_PLL}＝K_{p_pll}’

K_{i_PLL}＝K_{i_pll}’

若不满足，则调整锁相环调节器初始参数的数值，即取：

K_{p_PLL}K_{p_pll}’

K_{i_PLL}K_{i_pll}’。