[发明专利]无锁相环的三相并网逆变器控制方法及系统

权利要求书

1.一种无锁相环的三相并网逆变器控制方法，其特征在于，包括：

功率计算与滤波步骤：测量三相相电流信号i_1,abc与电压信号u_c,abc，根据测量结果或使用其坐标变换值i_1,dq和u_c,dq计算有功功率与无功功率，将计算得到的有功功率与无功功率分别经过功率滤波器进行滤波处理；

功率同步步骤：将经过功率滤波器的有功功率与无功功率经PI调节器生成频率与电压参考信号；

电压电流控制步骤：根据生成的频率与电压参考信号，控制系统中硬件模块LCL滤波器机侧电感电流传感器与电容电压传感器；

PWM调制步骤：通过对电感电流传感器与电容电压传感器的控制，生成PWM波供驱动器驱动三相IGBT桥。

2.根据权利要求1所述的无锁相环的三相并网逆变器控制方法，其特征在于，所述功率计算与滤波步骤中，功率滤波器采用一阶惯性滤波器G_pf(s),其传递函数形式为：

其中，T_f表示功率滤波器时间常数；s表示拉普拉斯变换的拉氏算子。

3.根据权利要求1所述的无锁相环的三相并网逆变器控制方法，其特征在于，所述功率同步步骤中，有功功率PI调节器的时间常数小于功率计算与滤波步骤的时间常数，无功功率PI调节器的时间常数大于有功功率PI调节器时间常数。

4.根据权利要求1所述的无锁相环的三相并网逆变器控制方法，其特征在于，所述功率计算与滤波步骤时间常数大于系统中电压电流步骤时间常数10倍，有功功率PI调节器时间常数应小于功率计算与滤波步骤时间常数；

对功率同步步骤比例系数进行单位归一化，归一化系数为K_unit，各参数设定要求如下：

其中，和为归一化的比例增益，其数值一般为1～100；k_po表示电压控制环比例增益；表示无功环路积分增益；表示有功环路积分增益；k_io表示电压控制环积分增益；表示无功环路比例增益；表示有功环路比例增益；K_unit表示归一化系数；V^ref表示控制电压参考；X_line表示线路阻抗；X_L2表示网侧滤波器电感对应阻抗。

5.根据权利要求1所述的无锁相环的三相并网逆变器控制方法，其特征在于，所述电压电流控制步骤具体包括：控制系统中硬件模块LCL滤波器机侧电感电流传感器与电容电压传感器，电流内环采用P控制，参数为k_pin，电压外环采用PI控制，其传递函数形式为：

G_PI(s)表示电压外环PI控制器传递函数。

6.根据权利要求1所述的无锁相环的三相并网逆变器控制方法，其特征在于，输出电压频率与dq变换角度通过计算有功功率和无功功率获得，相应公式为：

其中，ω表示输出电压频率；P^ref表示有功功率参考；表示经功率滤波器滤波后的实际输出有功；ω^ref表示输出电压频率参考；θ表示dq变换角度；表示电容电压d轴分量控制给定；表示表示电容电压q轴分量控制给定；Q^ref表示无功功率参考；表示经功率滤波器滤波后的实际输出无功；V^ref表示控制电压参考。