[发明专利]含三相四线制逆变器的微电网故障电压优化支撑方法

说明书

本发明公开了含三相四线制逆变器的微电网故障电压优化支撑方法，所述方法为采集公共耦合点处电压和输出电流，获取电压序分量及对应无功电压；获取αβ0坐标系下公共耦合点处电压序分量及对应无功电压，输出电流αβ0坐标系分量；获取公共耦合点电压各相幅值并与额定电压幅值比较判定微电网是否发生故障；当判定发生故障时，获取故障类型系数、负序和零序电压不平衡度及各序电压相位差；获取αβ0坐标系参考电流；比较αβ0坐标系参考电流与实际输出电流生成调制波电压，通过反Clark变换得abc坐标系四组半桥模块调制波电压；利用PWM模块产生四组半桥模块驱动信号；返回并继续执行以上步骤。本发明所述方法有效提升了含三相四线制逆变器的微电网不对称故障穿越能力。

技术领域

本发明属于分布式电源并网发电技术领域，涉及一种含三相四线制逆变器的微电网故障电压优化支撑方法。

背景技术

现阶段，随着分布式光伏、风电并网逆变器的渗透率不断提高，当低压微电网发生常见单相接地、两相接地等不对称故障时，容易引发严重的运行可靠性问题。基于此，有关国家和机构起草了相应的新能源并网规范，要求电网发生短时故障时，并网逆变器必须保持不脱网运行，同时对故障电网电压提供足够支撑，即具备故障穿越能力。然而，在低压系统电压不平衡跌落时，三相四线制并网逆变器将存在有功功率振荡、不对称过流以及网侧电压支撑不佳等问题，如何综合考虑上述目标下的微电网故障穿越优化控制方法成为研究重点。

目前，国内外针对三相三线制逆变器在电网故障时注入的功率和电流质量进行了研究，主要包括功率振荡控制、谐波电流抑制和过电流限制等，但以上研究主要集中在逆变器自身目标优化控制。随着新能源并网逆变器在微电网中比例逐渐提高，传统微电网将由刚性电网转变成弱电网，较大容量并网逆变器对所接入的公共耦合点(PCC)的故障电压支撑将成为可行途径。理论上，不对称故障电压支撑的理想情况是完全补偿公共耦合点(PCC)处正序电压，消除公共耦合点(PCC)处负序电压，显然该目标对整体逆变器的容量要求极高。为此，Camacho等人提出了基于正序和负序电流注入的并网逆变器控制策略，在自身限流约束条件下实现对公共耦合点(PCC)处不平衡电压的最大支撑，然而其局限性在于微电网发生接地故障时忽略了网侧零序电压的影响，无法实现对三相四线制微电网故障电压的最佳支撑。

发明专利CN201410131069.8公开了一种光伏并网逆变器故障穿越控制方法。该方法利用有功和无功参考电流、电压正负序分量以及调节系数生成并网参考电流，采用PR 调节器和SVPWM调制模块生成开关管驱动信号。该发明以三相三线制光伏并网逆变器为研究对象，在故障穿越时对输出有功电流和无功电流进行协调控制，使得并网电流始终保持在最大允许范围内。然而，该方法无法实现输出有功振荡抑制与故障电网电压的有效支撑。

因此，当含三相四线制逆变器的低压微电网发生接地故障时，由于弱电网中等效电网阻抗较大的影响，公共耦合点(PCC)处零序电压与变流器输出零序电流存在耦合，使得故障电压支撑、有功振荡控制以及峰值限流策略将更加复杂，国内外现有研究未见综合考虑不对称电压最大支撑、有功振荡控制及限流约束等条件的故障穿越优化控制策略。

发明内容

本发明提供一种含三相四线制逆变器的微电网故障电压优化支撑方法，解决现有技术中以三相三线制并网逆变器为研究对象时三相三线制逆变器无法输出零序电流，使得微电网发生接地故障时公共耦合点(PCC)处零序电压无法得到抑制，故障电压支撑效果受限；并且无法同时实现公共耦合点(PCC)处电压优化支撑、输出有功振荡抑制与峰值电流限制等多目标控制的问题。

本发明所采用的技术方案是含三相四线制逆变器的微电网故障电压优化支撑方法，所述含三相四线制逆变器的微电网包括控制系统、三相四线制并网逆变器主电路、微电网等效电路；

所述控制系统用于获取公共耦合点处的电压信号和三相四线制逆变器的输出电流信号，并对公共耦合点处的电压信号和三相四线制逆变器的输出电流信号进行计算分析，得到驱动信号；

所述三相四线制并网逆变器主电路用于执行驱动信号的动作，实现相应故障穿越功能；