[发明专利]一种应用于双向并网变换器的双电流反馈控制方法

说明书

本发明公开了一种应用于双向并网变换器的双电流反馈控制方法，具体为：首先，根据三相AC/DC变换器交直流两侧功率相等的原理，建立直流母线电压U_dc与三相AC/DC变换器交流侧电流i_L的数学关系，代入下垂控制方程，得出三相AC/DC变换器交流侧电流i_L计算方程；之后在双向并网三相AC/DC变换器的控制中加入有源阻尼反馈回路，消除LCL滤波器产生的谐振影响。本发明方法通过对传统下垂控制进行改进，从而优化直流母线电压控制效果。采用并网电流反馈有源阻尼方法对谐振进行抑制，减少并网电流谐波的同时提高系统鲁棒性。通过改进下垂控制与有源阻尼反馈控制结合，形成对并网变换器交直流两侧的双向控制。

技术领域

本发明属于并网电流控制技术领域，具体涉及一种应用于双向并网变换器的双电流反馈控制方法。

背景技术

随着一次能源的大量开采使用，不仅地球环境受到严重污染，煤、石油、天然气等常规能源也日益枯竭，因此，作为其替代品的多种可再生清洁能源如太阳能、风能等获得了广泛的关注。基于此分布式发电技术迅速发展，为大电网提供重要的电能支撑。但是，由于可再生能源具有间歇和波动性，分布式电源在直接并网过程中存在着一定挑战。微电网是由分布式电源、储能系统、能量转换装置、监控和保护装置、负荷等汇集而成的小型发、配、用电系统，既可以与大电网连接并网运行，也可以孤立运行，有助于提高配电系统对分布式电源的接纳能力，提高可再生能源的利用率。相比交流微电网，直流微电网能够更加高效、可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷，并且其控制简单、运行稳定。根据直流微电网与交流大电网的连接方式，可将其工作方式分为并网模式与孤岛模式。

直流母线电压是反映直流微电网稳定运行的重要指标，同样也是维持供电电源端与负荷端能量平衡的基本变量。直流母线电压的控制方式大致可分为主从控制和对等控制两种。主从控制仅由微网内主控单元维持直流母线电压的稳定，其他单元需要与该主控单元实现快速通信，该控制方式简单、易于实现，但过于依赖主控单元以及互联通信，系统运行可靠性较低；对等控制实现各单元同时对直流母线电压进行控制，并且无须通讯，具有“即插即用”的优点，提高系统运行稳定性，从而具有更好的研究价值。对等控制下，直流微电网内发电单元、储能单元以及双向并网变换器等各个模块多采用传统的电压电流双闭环控制，并通过下垂控制实现功率的均衡调节。应用于双向并网变换器的传统控制方法需要两个PI控制器分别对电压电流进行调节，因此存在PI参数调节复杂控制响应速度慢等问题。

直流微电网与大电网连接时，一般采用L滤波器或LC滤波器对并网电流进行滤波，减小其谐波含量。而LCL滤波器相对于L、LC滤波器体积小、高频滤波效果好，在实际应用中能够减小成本，但其自身的高阶特性会产生谐振现象，增大并网电流特定频率下的谐波幅值，影响系统稳定运行。因此LCL滤波器能否较好的与直流母线电压控制相结合应用于双向并网变换器还需进一步研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于双向并网变换器的双电流反馈控制方法，首先通过改进下垂控制对直流母线电压进行控制，同时采用并网电流反馈有源阻尼方法对谐振进行抑制，提高了系统鲁棒性。

本发明所采用的技术方案，一种应用于双向并网变换器的双电流反馈控制方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1、根据三相AC/DC变换器交直流两侧功率相等的原理，建立直流母线电压U_dc与三相AC/DC变换器交流侧电流i_L的数学关系，代入下垂控制方程，得出三相AC/DC变换器交流侧电流i_L计算方程；

步骤2、在双向并网三相AC/DC变换器的控制中加入有源阻尼反馈回路。

本发明的特点还在于，

步骤1中，具体为：

步骤1.1、直流母线电压参考值与直流母线输入电流i_dc的关系方程，如式(1)所示；