专利名称：并网逆变器控制方法
技术领域：
本发明涉及电网技术领域，特别涉及一种并网逆变器控制方法。
背景技术：
随着全球气候变暖及化石燃料的枯竭，风力发电和光伏发电越来越受到世界各国的重视。但随着风力发电及光伏发电装机容量的快速提升，各国对风力发电及光伏发电的并网电能质量也提出了更高的要求。参见
图1，虽然风力发电领域里的双馈机组及全功率机组的网侧变流器与光伏并网逆变器相比，在控制策略上有许多不同，但是二者的系统拓扑图一致，其电网电压前馈控制技术及有功、无功电流解耦控制技术也完全一样。为了表述简单，后面统称二者为并网逆变器。参见图2，为了增加电流跟踪特性，抵消电网电压对电流响应的影响，目前并网逆变器较常规的做法是采用电网电压前馈的控制202以提高并网逆变器的电流跟踪特性。假设PWM生成时刻为t，系统对电网电压软硬件采样的延迟总时间为、，则实际
的电网电压采样时刻为(t-τ》。忽略电网电压突变，4⑴=，<(0 = <(〃\)，
权利要求
1. 一种并网逆变器控制方法，包括电网电压前馈控制002)，该方法包括 步骤一(Sll)，在当前控制周期内，采样电网电压；步骤二(S12)，利用当前控制周期采样到的电网电压值，计算出本控制周期内电网电压在(t-τ』时刻对应的电网电压正负序分量4( -L)、K{t-Te) ^ ed(t-ze)^ e-q(t-TJ及电网电压正负序矢量角速度ω+、ω-及下一控制周期电网电压在(t-、)时刻的电网正负序矢量角度
2.根据权利要求1所述的并网逆变器控制方法，其特征在于其中在所述步骤二 (S12)中，包括将采样的三相电压值分别经Clarke变换得到两相静止坐标系下的矢量 [e a(t-Te)e0 (t- τ e) ]T ；然后分别以角度识=、φ = ^故Park变换，得到基于正序同步dq+旋转坐标系中电网电压矢量[ed+(t_ τ e) eq+(t- τ ]T及基于负序同步dq_旋转坐标系中电压矢量[ed_(t-Te)e(r(t-Te)]T，其中，Clarke和Park变换矩阵分别为 "1 -1/2 -1/2 “ O V3/2 -λ/3/2最后得到本控制周期内的电网电压正负序分量<(〃、)、^ ed(t-Te)^ 《G-K)和电网电压正负序矢量角速度ω+、ω-及下一控制周期的电网正负序矢量角度 θ+ θ~ 苴中
3.—种并网逆变器控制方法，包括电网有功电流和无功电流解耦控制001)，该方法包括步骤一(S 11)，在当前控制周期内，采样电网电压及电网电流； 步骤二(S12)，利用当前控制周期用采样到的电网电压值，计算出本控制周期内电网电压在(t-、)时刻对应的电网电压正序分量<0-0及电网电压正负序矢量角速度ω+、 ω —及下一控制周期电网电压在(t- τ e)时刻的电网正负序矢量角度、I、和电网电压在(t_ τ )时刻的电网正序矢量角度《％ .步骤三(S14)，通过下式计算出当前控制周期用于控制的电流有功、无功分量
4.根据权利要求3所述的并网逆变器控制方法，其特征在于其中在所述步骤二 (S12)中，包括将采样的三相电压值分别经Clarke变换得到两相静止坐标系下的矢量 [e a(t-Te)e0 (t- τ e) ]τ ；然后分别以角度识=、φ =(、做Park变换，得到基于正序同步dq+旋转坐标系中电网电压矢量[ed+(t_ τ e) eq+(t_ τε)]Τ及基于负序同步dq_旋转坐标系中电压矢量[ed_(t-T>a_(t-、)]T，其中，Clarke和Park变换矩阵分别为
5. 一种并网逆变器控制方法，包括电网有功电流和无功电流解耦控制001)、电网电压前馈控制002)，该方法包括步骤一(S 11)，在当前控制周期内，采样电网电压及电网电流； 步骤二(S12)，利用当前控制周期用采样到的电网电压值，计算出本控制周期内电网电压在(t-Te)时刻对应的电网电压正负序分量4G-0、<(〃0、ed(t-Te)^ eq(t-Te) 及电网电压正负序矢量角速度ω+、ω-及下一控制周期电网电压在(t-、)时刻的电网正负序矢量角度《\、Α+和电网电压在(t-Ti)时刻的电网正序矢量角度步骤三(S13)，通过下式计算出PWM发生时刻需要的当前控制周期电网电压前馈补偿项
6.根据权利要求5所述的并网逆变器控制方法，其特征在于其中在所述步骤二 (S12)中，包括将采样的三相电压值分别经Clarke变换得到两相静止坐标系下的矢量 [ea(t-Te)e0 (t- xe)]T ；然后分别以角度识=、φ =《―。做Park变换，得到基于正序同步 dq+旋转坐标系中电网电压矢量[ed+(t_ τ e) ea+(t- τ ]T及基于负序同步dq-旋转坐标系中电压矢量[ed_(t- τ e)ea_(t- τ e)]T，其中，Clarke和Park变换矩阵分别为r =
7. 一种并网逆变器控制方法，包括电网有功电流和无功电流解耦控制001)、电网电压前馈控制002)，该方法包括步骤一(S 11)，在当前控制周期内，采样电网电压及电网电流； 步骤二(S12)，利用当前控制周期用采样到的电网电压值，计算出本控制周期内电网电压在(t-Te)时刻对应的电网电压正负序分量4G-0、<(〃0、ed(t-ze)^ eq(t-Te) 及电网电压正负序矢量角速度ω+、ω-及下一控制周期电网电压在(t-、)时刻的电网正负序矢量角度《\、Α+和电网电压在(t-Ti)时刻的电网正序矢量角度步骤三(S13)，通过下式计算出PWM发生时刻需要的当前控制周期电网电压前馈补偿项 步骤四(S14)，通过下式计算出当前控制周期用于控制的电流有功、无功分量
8.根据权利要求7所述的并网逆变器控制方法，其特征在于其中在所述步骤二 (S12)中，包括将采样的三相电压值分别经Clarke变换得到两相静止坐标系下的矢量 [ea(t-Te)e0 (t- xe)]T ；然后分别以角度识=φ = θ;—τ做Park变换，得到基于正序同步
9.根据权利要求7或8所述的并网逆变器控制方法，其特征在于所述的PWM发生时刻对应的电网电压矢量角为見=6U
全文摘要
本发明并网逆变器控制方法，包括计算采样的电网电压所对应时刻的电网电压矢量的正负序分量、电网电压矢量的角速度和矢量角，以及采样电流所对应时刻的电网电压矢量的矢量角，然后得到PWM发生时刻所需要的电网电压前馈项及电流闭环控制所需要的有功、无功电流的反馈值。本发明并网逆变器控制方法的优点和积极效果在于由于考虑到系统对物理量软硬件采样时间的延迟的影响，获取PWM发生时刻所需要的电网电压前馈项及电流闭环控制所需要的有功、无功电流的反馈值，提高了电网电压前馈控制及有功、无功电流解耦控制精度，从而明显提高了有功、无功功率的控制精度，增强了在电网电压不平衡、电流控制不平衡条件下的适应能力。
文档编号H02J3/38GK102447267SQ20111042013
公开日2012年5月9日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者余勇, 吴玉杨, 张显立, 张立平, 曹仁贤, 邹海晏 申请人:阳光电源股份有限公司