一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法
【专利摘要】本发明公开一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法。本发明针对传统的并网逆变器控制方法将直流输入功率直接并网可能引起电网谐振的情况，通过设计带阻滤波器优化并网功率设定值，利用并网逆变器中间直流储能环节吸收可能引起电力系统谐振的功率信号，使并网逆变器并网功率信号不包含引起电力系统谐振的频域分量，从而有效的提升了并网逆变器在输入功率波动时的并网电能质量。
【专利说明】一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电子领域，具体涉及到一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法。
【背景技术】
[0002]并网逆变器是一种将直流电能转化为工频交流电能的电力电子装置。并网逆变器目前被广泛应用于风力发电、光伏发电等众多分布式供能环节中。
[0003]由于分布式供能时，各电网接入点的并网电能质量及能量波动情况都会对电网环节产生影响，严重时将导致电网瘫痪，因此并网逆变器控制性能的研究和改善成为近年来电力电子领域研究的热点。
[0004]目前已经成熟应用的方法是基于电压外环电流内环的双闭环并网控制策略。这种控制方法可以保证并网逆变器中间储能环节直流电压的稳定，即将直流侧输入功率直接实时并网，但是当考虑并网逆变器器的直流侧输入功率可能包含一些特定的频域分量，直接并网后这些特定频域分量信号可能会引起电网环节的谐振，造成电力系统振荡。
【发明内容】
[0005]鉴于传统电压电流双闭环并网控制方法不能充分满足电力系统稳定性要求，本发明在考虑了并网逆变器直流侧输入功率存在波动的情况下，利用直流储能环节吸收可以引起电网谐振的相应频域分量的直流侧输入功率信号，从而优化实时并网功率，使并网功率各频次分量中不包含引起电网谐振的频次分量，从而降低分布式功能由于其并网电能的随机性和波动性对电力系统稳定性的影响。
[0006]为达到上述目的，本发明所述的一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法，其技术方案是这样实现的:
实时计算直流侧输入功率，如图1所示直流侧输入功率可以通过检测中间直流电压
义和输入电流-实现，直流输入功率尽可以按照下式计算:
-? = uJk
式中
表示直流储能环节电压；
?表示直流侧输入电流。
[0007]由于并网逆变器输出端滤波电感值很小，主要用于降低并网高次谐波，同时正常工作时并网逆变器功率因数往往接近为1，因此可以近似认为并网有功功率可以按照下式计算:
Ps=U八-1fi式中
L表示直流储能环节充放电电流；
为了确保并网功率中不包含引起电力系统谐振的频域分量，并网功率设定值 可以按照以下传递函数方式进行计算:
【权利要求】
1.一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法，其特征是该方法利用直流储能环节吸收直流输入功率中引起电网谐振的频域分量，使并网逆变器并网功率信号不包含引起电力系统谐振的频域分量，有效的降低了由于分布式发电供能系统并网功率波动导致电力系统稳定性能下降的情况。
2.根据权利要求1所述的一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法，其特征在于控制算法中需要实时计算直流侧输入功率，如图1所示直流侧输入功率可以通过检测中间直流电压输入电流Ps实现，直流输入功率-?可以按照下式计算:
3.根据权利要求1所述的一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法，其特征在于并网功率设定值可以按照以下传递函数方式进行计算:
4.根据权利要求1所述的一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法，其特征在于并网有功电流设定值可以表示为:
5.根据权利要求1所述的一种消除特定频率能量波动的并网逆变器控制方法，其特征在于并网电流控制原理如图2所示，其中q轴有功电流的参考值为ζ，d轴无功电流参考值通常设为O，电流内环采用q轴定向的dq坐标系下电流前馈解耦控制，最终生成变流器q轴和d轴的控制电压Vf ,Vd ，经过PWM调制，得到触发开关管的PWM脉冲，从而控制逆变器交流侧的电压快速响应。
6.根据权利要求3所述的带阻滤波器设计方法，其特征在于计算并网功率设定值Ps时，对于电力系统，可能同时存在多个谐振频率的情况，带阻滤波器Gisi可以按照以下方式进行设计: 当带阻滤波器可以设计为二阶巴特沃斯带阻滤波器串联形式时:
【文档编号】H02M1/14GK103457286SQ201210182075
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月5日 优先权日:2012年6月5日
【发明者】贾利民, 刘展, 雷涛 申请人:北京能高自动化技术股份有限公司