一种基于可控虚拟阻抗的逆变器并联控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于可控虚拟阻抗的逆变器并联控制方法，包括：步骤S1：基准参考频率ωco和反馈的逆变器电容电压Vfil经过锁相环模块产生参考电压幅角θi；步骤S2：由参考电压幅角θi和基准参考幅值Eco获得参考电压Vref；步骤S3：参考电压Vref减去反馈的逆变器电容电压Vfil后经过PI控制器获得状态量J(s)；步骤S4：状态量J(s)减去输出电流前馈值βIsp后，经逆变器电容电压反馈补偿，再经过P控制器得到电流Ip；步骤S5：电流Ip减去输出电流Isp后，经过滤波控制器获得逆变器电容电压Vfil；步骤S6：获得等效虚拟阻抗Z0，根据公式调整输出阻抗的大小，使并联的多个逆变器输出电流均衡。与现有技术相比，本发明使得逆变器的输出阻抗精确可控，实现并联系统的逆变器平衡运行。
【专利说明】-种基于可控虚拟阻抗的逆变器并联控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及逆变器并联运行的一种控制方法，尤其是涉及一种基于可控虚拟阻抗 的逆变器并联控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着新能源发电越来越多的应用到现代供电系统中，越来越多的分布式逆变器出 现在低压配电网中，一条交流线路上可能连接几台乃至几十台分布式逆变电源，由于逆变 器内部参数不可能完全相同，逆变器可能运行在不平衡状态，进而使一条交流线路上连接 的一部分逆变器轻载而另一部分逆变器重载，这种情况长期存在会导致逆变器寿命降低， 因此对逆变器运行进行均流控制对分布式能源发电至关重要。目前逆变器并联的均流控制 以基于同步发电机并网的下垂控制为主，这种控制方法认为逆变器的输出有功由等效电压 源电压与输出电压的相位差决定，逆变器输出无功由等效输出电压源电压与输出电压的幅 值差决定。这种方法的优点是实现无互连线控制，控制简单易实现；缺点是有功和无功功率 的耦合会直接影响控制效果，同时，由于下垂控制的控制目标是参考电压的幅值和频率，也 就是说，它是以牺牲逆变器幅值和频率的精度来实现均流，这会影响输出电压的电能质量。 在传统下垂的基础上加入虚拟阻抗可以在不增加硬件投资的基础上减小环流及减弱功率 耦合，但纯感性的虚拟阻抗会增大非线性负载下电压波形的畸变。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于可控虚拟 阻抗的逆变器并联控制方法，在传统逆变器电压电流双闭环控制的基础上加入一个电流补 偿环和一个电流前馈，使得逆变器的输出阻抗精确可控，实现并联系统的逆变器实现平衡 运行。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005] -种基于可控虚拟阻抗的逆变器并联控制方法，对串联LCL滤波器后并联连接一 公共连接点的多个逆变器进行控制，具体包括以下步骤：
[0006] 步骤S1 :基准参考频率ω。。和反馈的逆变器电容电压Vfil经过锁相环模块产生参 考电压幅角Θ i ;
[0007] 步骤S2:由参考电压幅角Θ，Ρ基准参考幅值E。。获得参考电压VMf，V Mf = Ec〇sin Θ j ；
[0008] 步骤S3 :参考电压VMf减去反馈的逆变器电容电压Vfil后经过PI控制器获得状态 量J(s),PI控制器的传递函数为： α + €，其中，α为PI控制比例系数，T为PI控制积分时 间常数，s为复数参量；
[0009] 步骤S4 :状态量J(s)减去输出电流前馈值β 1$后，经逆变器电容电压反馈补偿， 再经过Ρ控制器得到电流Ιρ，Ρ控制器的传递函数为：GPWM，其中，I sp为LCL滤波器的网侧电 感Lsp上的电流，即输出电流，Ip为LCL滤波器的逆变器侧电感L p上的电流，β为输出电流 前馈系数，GPWM为P控制比例系数；
[0010] 所述的逆变器电容电压反馈补偿具体为输入量加上逆变器电容电压反馈补偿值， 所述的逆变器电容电压反馈补偿值由逆变器电容电压v fil经过滤波补偿器后乘γ来获得， 滤波补偿器的传递函数为：
【权利要求】
1. 一种基于可控虚拟阻抗的逆变器并联控制方法，对串联LCL滤波器后并联连接一公 共连接点的多个逆变器进行控制，其特征在于，具体包括以下步骤： 步骤S1 :基准参考频率ω。。和反馈的逆变器电容电压Vfil经过锁相环模块产生参考电 压幅角Θ i ; 步骤S2 :由参考电压幅角Θ i和基准参考幅值E。。获得参考电压VMf，VMf = EMsin Θ i ; 步骤S3 :参考电压VMf减去反馈的逆变器电容电压Vfil后经过PI控制器获得状态量 J(s), PI控制器的传递函数为，其中，α为PI控制比例系数，T为PI控制积分时间 常数，s为复数参量； 步骤S4 :状态量J(s)减去输出电流前馈值β 1$后，经逆变器电容电压反馈补偿，再经 过Ρ控制器得到电流Ιρ，Ρ控制器的传递函数为：GPWM，其中，I sp为LCL滤波器的网侧电感Lsp 上的电流，即输出电流，Ip为LCL滤波器的逆变器侧电感1^上的电流，β为输出电流前馈 系数，G pwmSP控制比例系数； 步骤S5 :电流Ip减去输出电流Isp后，经过滤波控制器获得逆变器电容电压Vfil ; 步骤S6 :获得等效虚拟阻抗&，表达式如下：
取Γ?1，ω为逆变器输出电压角频率，则逆变器的输出阻抗1^的表达式如下： rt\
(2) 根据公式（2)调整逆变器的输出阻抗的大小，使并联的多个逆变器输出电流均衡。
2. 根据权利要求1所述的一种基于可控虚拟阻抗的逆变器并联控制方法，其特征在 于，所述的逆变器电容电压反馈补偿具体为输入量加上逆变器电容电压反馈补偿值，所述 的逆变器电容电压反馈补偿值由逆变器电容电压V fil经过滤波补偿器后乘γ来获得，滤波 补偿器的传递函数为：，其中，Y为电容电流补偿系数，CF为LCL滤波电容，RF为 阻尼电阻。
3. 根据权利要求1所述的一种基于可控虚拟阻抗的逆变器并联控制方法，其特征在 于，所述的滤波控制器的传递函数为
【文档编号】H02M1/12GK104092242SQ201410336327
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】赵晋斌, 刘海先, 沈樱 申请人:上海电力学院