[发明专利]基于起始阻抗角的逆变器系统线路阻抗模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于起始阻抗角的逆变器系统线路阻抗模拟方法。该方法通过对逆变器三相LC滤波器电容输出端电流进行采样，并根据坐标变换方程得到三相LC滤波器电容输出端电流的dq轴分量，由起始阻抗角方程得到所需模拟的线路阻抗对应的起始阻抗角正弦值和余弦值，再通过线路阻抗模拟方程，便可实现对逆变器系统线路阻抗的模拟功能。本发明公开的基于起始阻抗角的逆变器系统线路阻抗模拟方法，为微电网的建设提供了可行性依据，方便了对分布式发电系统的负荷需求研究，同时，逆变器系统无需增加额外电力电子设备，降低功耗，节约成本。

主权项

1.一种基于起始阻抗角的逆变器系统线路阻抗模拟方法，其中该模拟方法所涉及的逆变器系统包括直流源，电压源型逆变器，线路阻抗模拟单元和负载；所述电压源型逆变器包括直流侧、功率开关管和三相LC滤波器；所述直流侧的输出端与所述功率开关管的输入端相连，所述功率开关管的输出端与所述三相LC滤波器的输入端相连；所述三相LC滤波器的输出端与所述线路阻抗模拟单元的输入端相连，所述线路阻抗模拟单元的输出端与所述负载的输入端相连；所述基于起始阻抗角的逆变器系统线路阻抗模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采样三相LC滤波器电容输出端电流I_a、I_b、I_c，并通过坐标变换方程得到三相LC滤波器电容输出端电流dq轴分量I_d、I_q，采样三相LC滤波器电容输出端相电压U_a、U_b、U_c，并通过坐标变换方程得到三相LC滤波器电容输出端相电压dq轴分量U_d、U_q；步骤2，根据步骤1中得到的三相LC滤波器电容输出端电流dq轴分量I_d、I_q，设线路阻抗模拟单元输入端电压相量为输出端电压相量为输出电流相量为所模拟的线路阻抗参数为Z，其中线路阻抗参数的电阻值为R，电抗值为X；设三相LC滤波器电容输出端相电压dq轴初始参考分量为当逆变器系统进入稳态时，所述线路阻抗模拟单元有如下相量关系：X＝ωL_V＝2πf·L_V其中，j为虚数单位，ω为基波角频率，f为基波频率，L_V为电感值；步骤3，根据步骤1中得到的三相LC滤波器电容输出端电流dq轴分量I_d、I_q和三相LC滤波器电容输出端相电压dq轴分量U_d、U_q以及步骤2中线路阻抗模拟单元的相量关系，并设作为d轴定向，得到线路阻抗模拟方程如下：步骤4，根据步骤2中所模拟的线路阻抗参数的电抗值X，通过起始阻抗角方程，求得起始阻抗角δ的正弦值和余弦值，令δ∈[0,π/2]；所述起始阻抗角方程如下：步骤5，根据步骤3中得到的所述线路阻抗模拟方程和步骤4中得到的所述起始阻抗角方程，得到基于起始阻抗角的线路阻抗模拟方程，并计算得到加入起始阻抗角后三相LC滤波器电容输出端相电压dq轴当前参考分量所述基于起始阻抗角的线路阻抗模拟方程如下：步骤6、根据步骤1中得到的三相LC滤波器电容输出端电流dq轴分量I_d、I_q和三相LC滤波器电容输出端相电压dq轴分量U_d、U_q，以及步骤5中得到的加入起始阻抗角后三相LC滤波器电容输出端相电压dq轴当前参考分量经过电压电流双闭环控制方程得到电压源型逆变器的控制电压dq轴分量U_PWMd、U_PWMq，再通过PWM调制生成驱动信号驱动电压源型逆变器功率开关管进行控制；所述电压电流双闭环控制方程为：其中，K₁为电压闭环控制的比例系数，K₂为电压闭环控制的积分系数，K₃为电流闭环控制的比例系数，s为拉普拉斯算子。