[发明专利]基于抛物线法的并网逆变器的虚拟谐波电阻控制方法

说明书

本发明提供基于抛物线法的并网逆变器的虚拟谐波电阻控制方法，包括：对并网逆变器进行数学建模；计算得到并网点的h次谐波电压函数；计算得到h次谐波功率和h次谐波电阻的最佳阻值函数；利用抛物线法寻找各次虚拟谐波电阻的最佳阻值；提取并网点的各次谐波电压，利用搜索到的虚拟谐波电阻生成谐波参考电流；新能源发电功率环生成基波参考电流，与谐波参考电流叠加；利用得到的总的参考电流进行电流内环控制，生成三相并网逆变器的驱动信号。本发明基于抛物线法，在线实时地调节各次谐波的虚拟电阻值，使其达到各次谐波的最佳阻值，从而从电网最大程度地吸收谐波功率。

技术领域

本发明涉及并网逆变器的控制领域，具体涉及基于抛物线法的并网逆变器的虚拟谐波电阻控制方法。

背景技术

传统的并网逆变器作为实现新能源并网发电的关键环节，其容量一般比额定工况下新能源并网发电功率要大，即存在20％左右的剩余容量，这是资源的一种浪费。因此，本申请采用一种并网逆变器的“虚拟谐波电阻”控制算法，利用并网逆变器的剩余容量进行谐波功率的吸收，从而治理电能质量。所述的“虚拟谐波电阻”是应用在并网逆变器的一种实现电能质量治理的控制算法，该算法通过控制并网逆变器输入到电网的谐波电流，等效成虚拟谐波电阻，达到从电网吸收谐波功率的目的，这种控制方法只需检测并网点各次谐波电压，控制并网逆变器的各次输出电流，就能达到从电网吸收谐波功率的目的。在确定“虚拟谐波电阻”值时，如果采用较小的值，就可较大程度地降低并网点电压的畸变率，当“虚拟谐波电阻”值为零时，并网点电压的畸变率下降为零，但此时从电网吸收的谐波功率为零。考虑到容量、节能效果以及系统的稳定性问题，本申请基于抛物线法，提出一种利用并网逆变器剩余容量进行谐波治理的控制策略——虚拟谐波电阻算法，该策略根据并网点各次谐波电压及APF输出的各次谐波电流，计算APF吸收的各次谐波功率，并采用抛物线法，在线实时地调节各次谐波电阻，使并网逆变器吸收的各次谐波功率均达到最大，此时对应的各次谐波电阻值，本专利称为“最佳阻值”。所述的抛物线法用于搜索最优“虚拟谐波电阻”值，使其等于电网的等效阻抗的模值，从而使得并网逆变器从电网吸收的谐波功率最大化。

采用“虚拟谐波电阻”控制的并网逆变器，需同时采样并网点电压和输出电流，并利用 FFT算法提取电压电流的各次谐波，然后分别计算各相所吸收的各次谐波功率，并对三相同次谐波功率求平均值，作为并网逆变器吸收的第h次谐波功率P_h，基于抛物线法，根据P_h对各次电导值K_h进行实时地调节。采用“虚拟谐波电阻”控制的并网逆变器在运行过程中，不要求像并网逆变器那样对负荷电流快速的响应，而且电力系统对于每一次K_h的变化需要一定的响应时间，因此，各次谐波功率计算环节和各次导纳调节环节可按设定的时间间隔进行，在各次谐波功率更新之前，K_h保留原来的值不变。

发明内容

本发明提供一种基于抛物线法的并网逆变器的虚拟谐波电阻控制方法。所述的“虚拟谐波电阻”是应用在并网逆变器的一种实现电能质量治理的控制算法，该算法通过控制并网逆变器输入到电网的谐波电流，等效成虚拟谐波电阻，达到从电网吸收谐波功率的目的，所述的抛物线法搜索最优“虚拟谐波电阻”值，使其等于电网的等效阻抗的模值，在线实时地调节各次谐波的“虚拟电阻”值，使其达到各次谐波的最佳阻值，从而使得并网逆变器从电网吸收的谐波功率最大化。

本发明具体为基于抛物线法的并网逆变器的虚拟谐波电阻控制方法，所述控制方法具体包括如下步骤：

步骤(1)、对并网逆变器进行数学建模；

步骤(2)、计算得到并网点的h次谐波电压函数；

步骤(3)、计算得到h次谐波功率和h次谐波电阻的最佳阻值函数；

步骤(4)、利用抛物线法寻找各次虚拟谐波电阻的最佳阻值；

步骤(5)、提取并网点的各次谐波电压，利用搜索到的虚拟谐波电阻生成谐波参考电流；