[发明专利]一种基于电压前馈和复合电流控制的逆变器控制方法

摘要

本发明公开了一种基于电压前馈和复合电流控制的逆变器控制方法，首先信号采集，然后通过无差拍控制得到参考电压，再按照正弦脉宽调制或者空间矢量脉宽调制，得到开关管的占空比信号，从而控制逆变器开关管的开通与关断。本发明中在按照无差拍控制得到参考电压过程中利用公共连接点PCC的电压预测值作为电压前馈并采用了复合电流控制，可以避免LCL滤波器发生谐振，提高了控制算法的控制精度。与此同时，该控制方法不受电网电压畸变的影响，能有效地提高逆变器并网电流的控制精度，提高控制系统的鲁棒性，保证系统的安全稳定运行。

主权项

1.一种基于电压前馈和复合电流控制的逆变器控制方法，其中，逆变器包括由六个功率开关模块组成的三相全桥拓扑结构，并通过LCL滤波器连接到公共连接点PCC后再与大电网相连，所述逆变器的直流侧连接母线电容，所述LCL滤波器由逆变器侧滤波电感、电网侧滤波电感和滤波电容组成；其特征在于：该逆变器控制方法包括以下步骤：步骤一、在每个采样周期开始时，所述逆变器采集公共连接点PCC三相电压值VPCC、逆变器侧的输出电流值I1和并网三相电流值I2，并将其经过克拉克坐标变换后的三相电压值VPCC,αβ、输出三相电流值I1,αβ和并网三相电流值I2,αβ，及其模数转换后的三相电压值数字量VPCC,αβ(k)、输出三相电流数字量I1,αβ(k)和并网三相电流数字量I2,αβ(k)发送给逆变器的控制模块，其中，k代表第k个开关周期时采样取值，所述三相电压值VPCC,αβ、输出三相电流值I1,αβ和并网三相电流值I2,αβ，及其模数转换后的三相电压值数字量VPCC,αβ(k)、输出三相电流数字量I1,αβ(k)和并网三相电流数字量I2,αβ(k)均为各坐标系下各坐标轴的分量幅值；并由上层调度指令给定有功功率参考Pref和无功功率参考Qref；步骤二、逆变器的控制模块按照无差拍控制得到参考电压式(1)中，变量k为第k个开关周期，L1为逆变器侧滤波电感、L2为电网侧滤波电感，Ts为控制周期，VPCC_ave,αβ(k)为公共连接点PCC的电压预测值，I12,αβ(k)为复合电流，Iref,αβ(k)为参考电流，Icomp,αβ(k)为补偿电流；公共连接点PCC的电压预测值VPCC_ave,αβ(k)由当前时刻的公共连接点PCC三相电压值采样值VPCC,αβ(k)与上一时刻的公共连接点PCC三相电压值采样值VPCC,αβ(k‑1)计算得到，即：VPCC_ave,αβ(k)＝1.5VPCC,αβ(k)‑0.5VPCC,αβ(k‑1)  (2)复合电流I12,αβ(k)由输出电流I1,αβ(k)和并网电流I2,αβ(k)计算得到，即：I12,αβ(k)＝β·I1,αβ(k)+(1‑β)·I2,αβ(k)  (3)式(3)中，β为权重系数，其取决于LCL滤波器的逆变器侧滤波电感L1和电网侧滤波电感L2，即：公共连接点PCC电压值VPCC,αβ(k)由公共连接点PCC电压值α轴分量VPCC,α(k)和公共连接点PCC电压值β轴分量VPCC,β(k)计算得到，即；VPCC,αβ(k)＝VPCC,α(k)+j·VPCC,β(k)  (5)参考电流Iref,αβ(k)由有功功率参考Pref、无功功率参考Qref、公共连接点PCC电压值α轴分量VPCC,α(k)和公共连接点PCC电压值β轴分量VPCC,β(k)计算得到，即；式(5)和式(6)中j是虚数单位；Icomp,αβ(k)＝β·Icap,αβ(k)  (8)式(7)中Icap,αβ(k)为滤波电容的电流估计值；变量s为复频率，h为谐波次数；Cf为滤波电容的电容值，ω0是基波角频率，ω0＝2πf，f＝50Hz；Gdet,h(s)为带通滤波器，即式(9)中，h为谐波次数，取值1、5、7、11、13次；ωcut是带通滤波器的带宽，取值3～20；步骤三、逆变器在得到了参考电压后，按照正弦脉宽调制或者空间矢量脉宽调制，得到开关管的占空比信号，从而控制逆变器开关管的开通与关断。