[发明专利]一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法

权利要求书

1.一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对并网逆变器电路进行简化，并根据简化后的电路确定电路的各电气量，选取系统状态变量、控制量、以及控制输出，并将电压跌落量和谐波量作为外部扰动量，建立包含扰动的控制系统的状态空间表达式：

式中，t表示随时间变化，A、B表示状态方程的系数矩阵，C表示输出矩阵，x(t)、u(t)、y(t)分别表示系统的状态变量、控制量、以及控制输出，表示状态变量x(t)的一阶微分，d(t)表示外部扰动量，B_d表示扰动矩阵；然后根据等价输入干扰方法将所述外部扰动量等效为存在于控制输入通道的扰动，得到含等价输入干扰量的控制系统的状态空间表达式：

式中，d_esw(t)表示等价输入干扰；

S2、通过建立虚拟正交坐标系生成网侧电压电流的虚拟信号，基于单相pq理论得到参考电流计算式；根据实测网侧电压电流，得到系统的注入电网功率参考值，在不超过逆变器的无功功率容量范围的前提下，生成逆变器电流控制器的参考电流信号；

所述步骤S2中根据实测网侧电压电流，得到系统的注入电网功率参考值的具体过程为：根据实测网侧电压V_g判断电压跌落等级，并按照MPPT/LVRT要求，得到网侧电压的d轴分量V_gd和网侧电流的dq轴分量的参考值从而确定实际需要向公共电网注入的有功功率参考值P^*和无功功率参考值Q^*：

所述确定实际需要向公共电网注入的有功功率参考值P^*和无功功率参考值Q^*的具体过程为：

在正常运行模式以及电网侧电压跌落少于10％的电网故障模式下，并网逆变器向公共电网输出最大功率P_mpp，d轴参考电流q轴参考电流分别为：

此时只向公共电网注入有功功率；

在电压跌落大于10％但少于50％的电网故障模式下，d轴参考电流q轴参考电流分别为：

其中，I_N表示逆变器的额定输出电流，V_gN表示电网侧电压额定值，k表示注入无功电流与电网电压跌落之间的比例系数；此时需要向公共电网注入的有功功率参考值P^*和无功功率参考值Q^*为：

在电压跌落大于50％处于严重电网故障时，d轴参考电流q轴参考电流分别为：

此时需要向公共电网注入的有功功率参考值P^*和无功功率参考值Q^*为：

S3、根据步骤S1得到的含等价输入干扰量的控制系统，基于等价输入干扰方法设计逆变器电流控制器，所述逆变器电流控制器控制实际输入电流跟踪所述参考电流信号，从而及时向公共电网侧注入功率，稳定逆变器与公共电网之间的功率流。

2.根据权利要求1所述的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，所述步骤S2中通过建立虚拟正交坐标系生成网侧电压电流的虚拟信号的具体过程为：通过一阶全通滤波器构成的正交信号生成器分别对网侧电压v_g和网侧电流i_g进行π/2的相位移动，得到原始网侧电压信号v_gr(t)及其虚拟信号v_gi(t)、原始网侧电流信号i_gr(t)及其虚拟信号i_gi(t)，其中，所述一阶全通滤波器的传递函数F_a(t)为：

式中，T表示逆变器中基波电压的周期，s表示复变量。

3.根据权利要求2所述的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，所述步骤S2中基于单相pq理论得到参考电流计算式的具体过程为：结合原始电路和虚拟正交电路得到公共电网侧的视在功率S_g、有功功率P_g和无功功率Q_g：

在给定有功功率和无功功率参考值时，得到逆变器电流控制器的参考电流信号：

式中，表示电网侧原始参考电流信号，表示电网侧虚拟参考电流信号。