一种三相双模式逆变器的平滑切换控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种三相双模式逆变器的平滑切换控制方法，该方法包括离并网平滑切换控制和离网平滑切换控制两个部分。平滑切换控制环节由软启动虚拟阻抗和单环电流反馈控制构成。当逆变器由离网模式转为并网模式时，引入输出电流相位超前控制和平滑切换控制，抑制逆变器输出电流和入网电流的瞬时冲击，从而大幅削弱逆变器的能量倒灌现象，实现并网平滑切换。当逆变器由并网模式转为离网模式时，仅引入单环电流反馈控制，使入网电流快速减小到零，避免了由电流瞬时不平衡引起的逆变器直流侧电压波动，实现离网平滑切换。本发明解决了微电网逆变器在并网时电流冲击大、在离网时直流侧电压波动等问题，实现了微电网运行模式的平滑切换。
【专利说明】一种三相双模式逆变器的平滑切换控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微电网分布式发电领域，特别是种微电网双模式逆变器平滑切换控制方法。
【背景技术】
[0002]通过微电网接纳与利用分布式电源(光伏、风力、燃料电池等)是解决当前能源危机与环境恶化的有效途径，微电网中逆变器作为分布式电源与微电网的接口，将分布式能源转变成高质量的电能，因此研究适合微电网运行的逆变器意义重大。现有研究主要集中在逆变器单独工作在并网模式或离网(孤岛)模式下的控制方法，但对于能够在并网、离网双模式下工作的逆变器，及其相应的平滑切换控制的研究尚不完善。
[0003]在一个高度灵活的微电网中，逆变器应该具备同时向本地负载和电网提供电能的能力，且在异常情况下，逆变器能够断开与电网的连接，直接向本地负载供电。离网模式转入并网模式时，由于微源与电网不能严格同步，以及控制方案存在差异，会产生瞬间的过压或过流；并网模式转入离网模式时，由于晶闸管(SCR)或固态继电器(SSR)三相不能同时关断，引起电压或电流不平衡，使得有功或无功功率加大波动，最终导致直流侧电压不能稳定。这些均影响负载正常工作，破坏了供电的可靠性和稳定性。现有的双模式逆变器切换控制，在切换过程中抑制了逆变器输出电流冲击，但其往往只关注逆变器的输出电压、电流以及功率的波动，没有兼顾减小入网电流冲击。而基于下垂控制的切换控制，只能依赖以往已有的平滑切换方式，不能根据下垂控制的特性进行平滑切换，缺乏针对性。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种三相双模式逆变器的平滑切换控制方法，解决微电网中逆变器在并网时电流冲击大、在离网时因电流不能快速关断而引起的直流侧电压波动的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种三相双模式逆变器的平滑切换控制方法，适用于微电网双模式逆变器并联系统，所述微电网双模式逆变器并联系统包括多个双模式逆变器、并/离网开关、三相电网和逆变控制电路；所述双模式逆变器包括直流储能电容、三相逆变电路、逆变控制电路、LC滤波电路，所述直流储能电容、三相逆变电路、LC滤波电路依次连接，所述LC滤波电路与线路阻抗连接，所述线路阻抗通过交流母线与并/离网开关连接，所述并/离网开关接入三相电网；所述逆变控制电路包括采样调理电路、锁相环电路、控制器、驱动保护电路；所述采样调理电路输入端与所述LC滤波电路连接；所述控制器与所述驱动保护电路输入端、采样调理电路输出端、锁相环电路输出端连接；所述锁相环电路输入端与所述交流母线连接；该方法包括离网模式转入并网模式平滑切换控制方法和并网模式转入离网模式平滑切换控制方法:
[0006]所述离网模式转入并网模式平滑切换控制方法包括以下步骤:
[0007]I)在每个采样周期的起始点,对三相电网电压Usa、直流储能电容电压ud。、LC滤波电路电容电压UM、U。,、U。。，线路电流iM、U、i。。分别进行采样，然后将采样数据送给控制器处理’将…滤波电路电容电压^卩^^^线路电流丨吣丨^‘分别转换为α β坐标下的LC滤波电路电容电压u。。、Utje和线路电流i。。、；
[0008]2)对LC滤波电路电容电压ιιΜ、ιιΛ、ιι。。与线路电流i^i^i。。进行功率计算，得到双模式逆变器的有功功率P和无功功率Q ;由uM、Utjb计算出三相电网线电压幅值?
[0009]3)通过锁相环检测三相电网电压Usa的实时相位和三相电网电压角频率
ω。；将三相电网电压实时相彳，P与超前控制相位δ相加，得到双模式逆变器输出电压参考相位炉；δ = δ。土 Λ δ，δ。取值范围为0.0001~0.15 ;Λ δ为相位补偿参数，
【权利要求】
1.一种三相双模式逆变器的平滑切换控制方法，适用于微电网双模式逆变器并联系统，所述微电网双模式逆变器并联系统包括多个双模式逆变器、并/离网开关、三相电网和逆变控制电路；所述双模式逆变器包括直流储能电容、三相逆变电路、逆变控制电路、LC滤波电路，所述直流储能电容、三相逆变电路、LC滤波电路依次连接，所述LC滤波电路与线路阻抗连接，所述线路阻抗通过交流母线与并/离网开关连接，所述并/离网开关接入三相电网；所述逆变控制电路包括采样调理电路、锁相环电路、控制器、驱动保护电路；所述采样调理电路输入端与所述LC滤波电路连接；所述控制器与所述驱动保护电路输入端、采样调理电路输出端、锁相环电路输出端连接；所述锁相环电路输入端与所述交流母线连接；其特征在于，该方法包括离网模式转入并网模式平滑切换控制方法和并网模式转入离网模式平滑切换控制方法: 所述离网模式转入并网模式平滑切换控制方法包括以下步骤: . 1)在每个采样周期的起始点，对三相电网电压Usa、直流储能电容电压udc;、LC滤波电路电容电压UM、U()b、U。。，线路电流分别进行采样，然后将采样数据送给控制器处理，将…滤波电路电容电压^卩^^^线路电流^^^‘分别转换为α β坐标下的LC滤波电路电容电压u。。、Utje和线路电流； . 2)对LC滤波电路电容电压uM、U()b、u。。与线路电流进行功率计算，得到双模式逆变器的有功功率P和无功功率Q ；由uM、uob计算出三相电网线电压幅值K ?’ . 3)通过锁相环检测三相电网电压Usa的实时相位和三相电网电压角频率ω。；将三相电网电压实时相位0与超前控制相位S相加，得到双模式逆变器输出电压参考相 δ , δ ^取值范围为0.0OOl~0.15 ; Λ δ为相位补偿参数，
2.根据权利要求1所述的三相双模式逆变器的平滑切换控制方法，其特征在于，所述软启动虚拟阻抗Zv为纯感性，且所述软启动虚拟阻抗Zv的终值为0，软启动虚拟阻抗计算公式为:
【文档编号】H02J3/38GK103928946SQ201410190221
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】陈燕东, 罗安, 王明玥, 周乐明, 黄媛, 陈智勇, 龙际根, 周小平, 匡慧敏 申请人:湖南大学