[发明专利]并网逆变器频率自适应控制方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了并网逆变器频率自适应控制方法、装置、设备及存储介质，包括：获取电力系统中公共耦合点处的电压信号以及并网电流信号，通过锁相环提取出公共耦合点处的电压信号的相角信息；根据电压信号的相角信息以及电力系统所需的并网电流值，得到控制系统中的参考电流信号；参考电流信号与并网电流信号进行做差，得到差值信号；将差值信号输入电流控制器进行电流调节，得到控制信号；将控制信号输入至并网逆变器，控制其内部电子器件的开断；其中：电流控制器为比例谐振控制器PR并联重复控制器RC的复合控制结构，频率自适应部分通过通用的Newton分数延迟滤波器实现。本发明在电网频率发生偏移后也能输出高质量并网电流。

技术领域

本发明涉及并网逆变器控制技术领域，具体涉及并网逆变器频率自适应控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

受到地域的影响，在我国，分布式能源发出的电能需长距离传输，此时电网线路阻抗不可忽略，电网呈弱电网特性。弱电网下，并网电流谐波将被进一步放大，进而增加公共耦合点(PCC)处的电压谐波，同时电网频率波动也会更加严重。

并网逆变器作为分布式能源并网的关键设备，其控制性能的优劣决定了并网电流质量的好坏，深入研究弱电网环境下的逆变器控制策略意义重大。当前已有多种控制器用于并网逆变器的控制中，如比例积分控制器（PI），比例谐振控制器（PR），无差拍控制器（DB），重复控制器（RC）等。其中RC对周期性信号具有明显抑制作用，且相对于其它具有类似控制效果的控制器来说结构简单，数字实现以及参数设计更为容易，更适用于弱电网环境下并网逆变器的控制。

然而RC固有一个周期的延迟，响应速度慢，所以常与其它控制器一起使用，形成复合控制策略。当前常见的复合控制有RC与比例控制相结合的复合控制，PI并联或串联RC的控制策略，滑模控制、模糊控制等现代控制器与RC结合形成的复合控制等，但现代控制器参数设计复杂，相比经典控制器，其优势并不明显，因此当前亟需设计出一种控制效果优良且结构简单的复合控制器。

弱电网环境下不得不考虑系统频率偏移的影响，RC最大的缺点便是其带宽过小，当电网频率发生偏移时，RC在电网基波频率以及基波整数倍频率处的增益将大幅减小，这也意味着RC的跟踪精度大大降低。为了确保并网逆变器在电网频率偏移的工况下依旧可以输出高质量的并网电流，当前主要采用两种方法：一是变采样频率的方法使采样频率f_c与电网频率f的比值N始终保持相同的整数，这种可变采样率的方法使RC能够完全抑制谐波，但这极大地影响了系统的动态模型和实时特性。二是采用分数延迟（FD）滤波器逼近f_c与f比值的小数部分构成的延迟，有研究者采用一种基于拉格朗日内插的FD滤波器，这种方法通过在线调整滤波器的系数，使RC的谐振频率逼近电网基波及谐波频率的实际值，不过一旦系统频率发生改变，FD滤波器的所有系数就要重新计算调整，处理器计算压力大，运算时间久，而Farrow结构的分数延迟滤波器，有效地避免了滤波器系数需实时计算调整的缺陷，但这却是以滤波器结构的复杂化为代价的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有并网逆变器的控制策略存在在电网频率发生偏移后不能输出高质量并网电流，控制效果不佳，精确性不高，结构复杂，稳定性差等问题。本发明目的在于提供并网逆变器频率自适应控制方法、装置、设备及存储介质，同时设计一种基于通用Newton结构的分数延迟滤波器近似重复控制器RC的分数部分延迟z^-d，d为采样频率f_c和电网频率f比值的小数部分，此种分数延迟滤波器结构简单且当电网频率波动时系数无需实时改变，极大地提高了系统在可变频率下控制的精确性与稳定性。