[发明专利]一种直流微电网双向AC/DC变换器并联系统控制方法

摘要

本发明公开了一种直流微电网双向AC/DC变换器并联系统控制方法，包括二次纹波抑制、低电压偏移均流控制和电压电流双闭环控制。通过引入二阶带阻滤波器，有效滤除直流微网中的电流和电压中的二次纹波分量，防止经过反馈引入到控制环导致并网电流畸变；低电压偏移均流控制通过反馈直流线路的平均电流作为全局变量，并引入积分环节，实现了各变换器的功率精确分配而不受线路参数的影响，通过引入平均输出电压比例积分控制，减小了直流母线电压的偏移；电压电流双闭环控制中的电压外环采用比例积分控制，能够保证直流电压的无静差跟踪，电流内环采用准比例谐振控制，可以实现对基波正弦电流较好的跟踪控制。

主权项

1.一种直流微电网双向AC/DC变换器并联系统控制方法，其特征在于，直流微电网通过双向AC/DC变换器并联系统与电网连接；所述双向AC/DC变换器并联系统包括多个双向AC/DC变换器；所述双向AC/DC变换器包括直流侧电容、单相IGBT全桥电路、LC滤波器、直流侧开关以及交流侧开关，双向AC/DC变换器的直流侧接到直流母线上，双向AC/DC变换器的交流侧通过LC滤波器以及交流侧开关接到电网上；双向AC/DC变换器并联系统还包括集成有控制器、采样电路、驱动保护电路、锁相环以及人机交互电路的控制电路；控制方法包括(1)二次纹波分量滤波控制、(2)功率分配控制和(3)基于双闭环的电流跟踪控制；包括以下步骤：步骤1：在每个采样时刻，对双向AC/DC变换器直流侧电流i_dcm、双向AC/DC变换器并网电流i_invm、双向AC/DC变换器直流侧电压v_dcm采样，其中m为双向AC/DC变换器的序号，m＝1～n，n为双向AC/DC变换器并联系统中双向AC/DC变换器的总台数，锁相环PLL对大电网电压v_grid进行锁相，得到大电网电压相位角的正弦值Sin(ωt)；步骤2：分别对双向AC/DC变换器直流侧电流i_dcm和双向AC/DC变换器直流侧电压v_dcm进行二次纹波滤波处理得到I_dcm和V_dcm；步骤3：计算低电压偏移均流控制中用于限制变换器直流侧输出电压偏离额定值的控制分量ΔV_m，具体计算公式如下：其中，为直流母线电压额定值，G_v(s)为比例积分控制器的传递函数，G_v(s)＝k_pv+k_iv/s；步骤4：针对每一台双向AC/DC变换器，计算低电压偏移均流控制中用于保证各变换器输出电流按比例准确分配的控制分量δV_m，具体计算公式如下：其中，k₁、k₂…k_m…k_n分别为双向AC/DC变换器1～n的额定容量，G_i(s)为比例积分控制器的传递函数，G_i(s)＝k_pi+k_ii/s；步骤5：计算第m台双向AC/DC变换器的直流侧电压参考值具体计算公式如下：步骤6：将第m台双向AC/DC变换器的直流侧电压参考值和二次纹波滤波处理后的直流侧电压V_dcm送入比例积分控制器，得到第m台双向AC/DC变换器的并网电流幅值的参考值步骤7：将第m台双向AC/DC变换器的并网电流幅值的参考值乘以大电网电压相位角的正弦值Sin(ωt)得到第m台双向AC/DC变换器的并网电流瞬时参考值步骤8：将第m台双向AC/DC变换器的并网电流瞬时参考值和双向AC/DC变换器并网电流i_invm送入准比例谐振控制器得到调制波信号i_modm；步骤9：第m台双向AC/DC变换器的调制波信号i_modm通过PWM调制得到控制信号，该信号经过驱动保护电路得到驱动信号S₁～S₄，送入第m台双向AC/DC变换器的单相桥，驱动IGBT的导通与关断。