[发明专利]一种逆变器输出电流频率自适应控制方法及系统

说明书

本发明涉及电力系统领域，提出一种逆变器输出电流频率自适应控制方法及系统，包括对逆变器输出电流进行频率采样，得到三个不同频段的逆变器输出电流；分别利用比例‑谐振控制器、重复控制器和互补对消模块对三个不同频段的逆变器输出电流进行自适应控制，实现逆变器谐波电流抑制。本发明根据逆变器输出电流的不同频率采取不同的控制方法，进行分频段控制，具有更广的频率适应范围，更高的系统稳定性，提高了逆变器输出电流的控制效果。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，更具体地，涉及一种逆变器输出电流频率自适应控制方法及系统。

背景技术

逆变器是将直流电转换为交流电的装置，在微电网和分布式发电系统中广泛应用。当逆变器的输出端接非线性负载时，非线性负载会引起逆变器输出的电感电流中含有大量的谐波成分，导致逆变器负载侧的输出质量急剧下降。因此，逆变器谐波电流的抑制研究，对提高微电网电能质量有非常重要的意义。目前多采用对逆变器输出电流进行控制，实现对谐波的抑制。

现有一种并网逆变器输出电流频率自适应重复控制方法，其通过设计变频率重复控制器内模、内模系数和重复控制器增益，以及对控制系统做相位超前补偿，使得重复控制器的内膜周期与电网周期一致，实现基于重复控制和PI控制器的逆变器输出电流频率控制。然而，上述基于重复控制器的控制方法仅在某一段特定的电流频率中具有较好的控制效果，频率控制范围小，对频率变化较大的逆变器电流控制效果不理想。

发明内容

本发明为克服现有技术中对逆变器输出电流频率控制范围小，控制效果差的缺陷，提供一种逆变器输出电流频率自适应控制方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

第一个方面，本发明提出一种逆变器输出电流频率自适应控制方法，包括以下步骤：

对逆变器输出电流进行频率采样，得到低频段、中频段和高频段三个不同频段的逆变器输出电流；

设置比例-谐振控制器、重复控制器和互补对消模块，分别利用所述比例-谐振控制器对低频段的逆变器输出电流进行控制，利用所述重复控制器对中频段的逆变器输出电流进行控制，利用所述互补对消模块对高频段的逆变器输出电流进行控制，实现逆变器谐波电流抑制。

作为优选方案，将低频段的逆变器输出电流信号输入所述比例-谐振控制器，得到第一调制波；将中频段的逆变器输出电流信号输入所述重复控制器，得到第二调制波；将高频段的逆变器输出电流信号输入所述互补对消模块，得到第三调制波。

将第一调制波、第二调制波和第三调制波分别输入PWM驱动模块与载波进行比较，分别输出第一PWM信号、第二PWM信号和第三PWM信号；分别利用所述第一PWM信号、第二PWM信号和第三PWM信号驱动逆变器的逆变桥导通，抑制逆变器输出电流谐波。

作为优选方案，所述载波包括频率为100kHz的三角波。

作为优选方案，将低频段的逆变器输出电流信号输入所述比例-谐振控制器，得到第一调制波U_ref1然后将第一调制波U_ref1输入PWM驱动模块与载波U_ref4进行比较，得到控制逆变桥导通的第一PWM信号；其中，比例-谐振控制器的传递函数P(s)如下所示：

其中，s为拉普拉斯算子，k_proportion为比例增益系数，k_integral为积分增益系数，ω_c为截止角频率，ω₀为系统频率。