[发明专利]一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法

说明书

本发明提供一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，包括：对并网逆变器电路进行简化，并根据简化后的电路得出电路的各电气量，将电压跌落量和谐波量看做外部扰动量，由等价输入干扰方法可将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系统状态空间表达式；基于单相pq理论将电网侧电压电流通过正交信号生成器得到其虚拟信号，从而得到参考电流信号计算式，根据实测网侧电压电流及MPPT/LVRT要求得到系统注入电网功率参考值，通过给定的功率参考值从而得到逆变器电流控制器的实际参考电流信号；基于EID方法设计电流控制器。本发明的有益效果：设计的电流控制器可以确保微电网与公共电网之间具有稳定的有功功率/无功功率流动。

技术领域

本发明涉及微电网功率控制技术领域，尤其涉及一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法。

背景技术

随着现今社会电力需求的增长，传统的集中式电网存在供电压力大、能量损耗高等风险，作为小型集成能源系统的微电网采用分布式电源发电，可极大程度上减轻传统电网的供电压力。

在当前可再生能源发电技术的成熟及成本下降趋势下，微电网在配电网中的渗透率呈上升趋势，使得微电网并网面临如何保证可靠、可持续且稳定运行的挑战，同时公共电网侧的电压跌落等波动因素也会影响微电网并网发电的稳定运行。当微电网连接到公共电网时，微电网电压由公共电网支撑，必须控制并网逆变器以使微电网能够稳定的与公共电网连接。并网逆变器需要具有最大功率点跟踪(MPPT)及低电压穿越能力(LVRT)，从而向电网注入满足并网标准的可控电能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于等价输入干扰(EID)的逆变器功率控制方法，通过控制并网逆变器的输出电流使其跟踪参考电流信号，以控制向公共电网侧注入的有功功率和无功功率，消除最大功率点跳动，将电网侧电压跌落、逆变器开关谐波等看作干扰，并对这些干扰进行等效补偿，消除干扰对并网运行带来的不利影响。

本发明提供一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，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；

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。