[发明专利]一种基于分频虚拟阻抗的离网逆变器控制方法

摘要

本发明公开了一种基于分频虚拟阻抗的离网逆变器控制方法，测量逆变器电容电压u_c，逆变器输出电流i_L和LC滤波器输出电流i_o。对电容C的电压进行基波提取，得到u_cf，提取出u_cf的角频率ω_f；给定参考电压幅值|U_ref|，与角频率ω_f构成参考电容电压u_creff。电流调节环采用基波域P调节器。设置分频虚拟电阻z_vir5、z_vir7、…z_virh；得到谐波虚拟阻抗电压u_vir5、u_vir7、…u_virh。电压外环采用谐波域PR₅、PR₇、…PR_h调节器，产生电感电流参考值；电流调节环采用谐波域P₅、P₇、…P_h调节器，得到谐波域调制波信号，将基本域调制波信号减去谐波域调制波信号，经PWM调制后输出开关脉冲控制逆变器功率开关器件的开通与关断。本发明抑制了谐波电流，实现了并联逆变器的无环流平衡运行，提高了系统的可靠性。

主权项

1.一种基于分频虚拟阻抗的离网逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取逆变器电容电压uc，逆变器输出电流iL和LC滤波器输出电流io，并对电容电压uc、逆变器输出电流iL和LC滤波器输出电流io进行基波和谐波的分离；2)对LC滤波器的电容C的电压进行基波提取，得到基波电压ucf，利用PLL提取出ucf的角频率ωf；给定参考电压幅值|Uref|，将角频率ωf正弦化，构成三相参考电容电压ucreff：{|Uref|sinωft，|Uref|sin(ωft‑120°)，|Uref|sin(ωft+120°)}；3)设置分频虚拟阻抗Zvir，Zvir分为2部分，一部分等于负的逆变器到公共连接点之间的线路阻抗Zline，以降低输出电压压降；另一部分在基波域设置为虚拟电感Zvirf，在谐波域设置为各次谐波电阻R5…，Rh；4)在基波域，电压外环采用基波域PRf调节器，电流调节环采用基波域Pf调节器；虚拟电感Zvirf与基波LC滤波器输出电流iof相乘，得到基波虚拟阻抗电压uvirf；将三相参考电容电压ucreff依次减去基波电容电压ucf、基波虚拟阻抗电压uvirf，得到的信号作为基波域PRf调节器的输入信号，经过PRf调节器调制，产生LC滤波器电感电流参考值ireff；LC滤波器电感电流参考值ireff减去基波逆变器输出电流iLf，得到的信号作为基波域Pf调节器的输入信号；经过Pf调节器调制，得到基波域调制波信号；5)在谐波域，设置电容谐波电压的参考值是0；zvir5、…zvirh分别对应与LC滤波器输出5次谐波电流io5、…谐波电流ioh相乘，得到谐波虚拟阻抗电压uvir5＝zvir5*io5、…uvirh＝zvirh*ioh；电压外环采用谐波域PR5、…PRh调节器，产生LC滤波器电感电流参考值iref5、…irefh，分别减去逆变器输出谐波电流iL5、…iLh，得到的信号作为谐波域电流调节P5、…Ph调节器的输入信号，得到谐波域调制波信号；h＝6k±1；k＝1,2,….n；Zvir5＝R5，Zvirh＝Rh；Rh是h次谐波电阻；k，h均表示自然数；R5是5次谐波电阻；6)将基波域调制波信号减去谐波域调制波信号，经PWM调制后输出开关脉冲，控制逆变器功率开关器件的开通与关断，实现对电压指令信号的有效跟踪。