[发明专利]一种基于分频虚拟复阻抗的微电网多逆变器并联控制方法

摘要

本发明公开一种基于分频虚拟复阻抗的微电网多逆变器并联控制方法，适用于低电压微电网带非线性负载的多逆变器并联控制系统。本发明采用阻性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略，通过带通滤波器对线路电流分频，提取各次电流，对基波电流乘以同时含有阻容性分量的虚拟复阻抗，设计各并联逆变器输出阻抗在基频段呈电阻性；将各次高频电流分别乘以不同的虚拟感抗，则谐波频段逆变器输出阻抗呈电感性，受阻性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略所限制，避免了高频谐波电流对逆变器并联控制的影响。本发明克服了传统方法的不足，在低电压微电网带非线性负载的多逆变器并联控制系统中取得较好的控制效果。

主权项

一种基于分频虚拟复阻抗的微电网多逆变器并联控制方法，各分布式发电单元主电路包括微源、H桥逆变电路、LC滤波电路，所述的微源、H桥逆变电路、LC滤波电路顺次连接，最后通过连接线路经开关接至交流母线，交流母线上接有非线性负载；通过带通滤波器对线路电流分频，提取各次电流，对基波电流和各次高频电流分别乘以不同的虚拟复阻抗；该方法的具体步骤为：1)在每个采样周期的起始点，处理器将微源输出电压Udc、滤波电容电压uc、滤波电感电流iL、线路电流io分别进行采样与处理；2)根据两拍数值功率计算方法，由滤波电容电压uc、滤波电感电流iL计算出有功功率平均值P和无功功率平均值Q；具体计算公式为：P=UckILk+Uc(k+1)IL(k+1)-cos(2πN)[UckIL(k+1)+Uc(k+1)ILk]2sin2(2πN)Q=UckIL(k+1)-Uc(k+1)ILk2sin(2πN)---(i);]]>其中，N为工频周期与采样周期的比值，Uck、Uc(k+1)分别为第k、k+1个采样时刻滤波电容电压幅值，ILk、IL(k+1)分别为第k、k+1个采样时刻滤波电感电流幅值；3)下垂控制部分采用阻性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略，根据阻性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制原理，利用离散傅里叶变换DFT计算出滤波电容电压uc在一个周期的有效值Uc，空载电压幅值参考值E*减去Uc，得到的差值乘以系数K，再减去有功功率平均值P与下垂控制系数n的乘积，其差经过积分运算，得到参考电压幅值E；无功功率平均值Q与下垂控制系数m的积，加上空载角频率参考值ω*，其和即为参考电压角频率ω；4)PLL锁相环对滤波电容电压uc锁相，得到初始相位角φ；根据参考电压幅值E、参考电压角频率ω和初始相位角φ，合成引入分频虚拟复阻抗之前的参考电压u*ref；5)线路电流io经带通滤波器分别提取得到基波电流io1、3次谐波电流io3以及h次谐波电流ioh；6)基波电流io1、3次谐波电流io3以及h次谐波电流ioh分别乘以对应的虚拟复阻抗R1‑sL1、sL3以及sLh之后，其和作为减数，u*ref作为被减数，进行减法运算，运算结果的差为电压环参考电压uref；其中，R1为基波频段虚拟电阻值、L1为基波频段虚拟电感值，L3为3次谐波频段虚拟电感值，Lh为h次谐波频段虚拟电感值，s为复频率；7)电压环参考电压uref、滤波电容电压uc、微源输出电压Udc、滤波电感电流iL输入电压电流控制器，经电压外环电流内环调节，得到调制波信号D；8)调制波信号D和三角载波进行双极性调制，得出开关管的占空比信号，经驱动保护电路，控制H桥逆变电路开关管的开通与关断。