基于有功无功电流协调控制的光伏并网逆变器控制方法与流程

技术特征：

1.基于有功无功电流协调控制的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在基于电网电压定向的控制策略的两级式并网逆变器中引入电容电流控制环构成双电流环控制；

步骤2：通过给定电流参考值，分别对正常运行情况和暂态运行情况进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于有功无功电流协调控制的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述两级式并网逆变器使用前级Boost电路实现光伏电站电压控制，使用后级逆变器实现输入系统电流的控制。

3.根据权利要求2所述的基于有功无功电流协调控制的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，步骤1具体为对并网逆变器的控制采用基于电网电压定向的控制策略，实现有功无功的解耦控制，得到在逆变器允许运行范围内所能达到的最大无功功率，经过解耦过程，各量的d轴分量和q轴分量之间没有了耦合关系，在此基础上引入电容电流控制环G_i(s)构成双电流环控制，系统的开环传递函数为：

$G_1\left(s\right)=\frac{(k_{p}s+k_i)G_i\left(s\right)}{L_1{C}_2{L}_2{s}^4+L_2{s}^2+L_1{s}^2+G_i\left(s\right)C_2{L}_2{s}^3}$

其中L₁，L₂，C₂为LCL滤波器中的电感和电容的参数，k_p，k_i为PI调节器比例系数。

4.根据权利要求3所述的基于有功无功电流协调控制的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述解耦过程具体为，引入状态反馈解耦控制，当电流控制器为PI控制器时，发电机定子电压在dq坐标系上的分量u_d，u_q的控制方程为

$\left\{\begin{array}{c}{u}_d=G_c\left(s\right)(i_{2d}^{*}-i_{2d})-{\mathrm{\ωL}}_1{i}_{1q}-{\mathrm{s\ωL}}_1{\mathrm{Cu}}_{cq}-s^2{\mathrm{\ωL}}_1{\mathrm{CL}}_2{i}_{2q}\\ u_q=G_c\left(s\right)(i_{2q}^{*}-i_{2q})+{\mathrm{\ωL}}_1{i}_{1d}+{\mathrm{s\ωL}}_1{\mathrm{Cu}}_{cd}+s^2{\mathrm{\ωL}}_1{\mathrm{CL}}_2{i}_{2d}\end{array}\right.$

其中G_c(s)为PI控制器开环传递函数，i_1d i_1q分别为转换器输出电流的d轴,q轴分量，i_2di_2q分别为滤波器输出电流的d轴,q轴分量，结合上式和逆变器的数学模型，进行解耦。

5.根据权利要求1所述的基于有功无功电流协调控制的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，步骤2具体为，正常运行情况下为了充分利用太阳能，光伏电站运行于最大功率点，此时向系统提供的无功功率为零，设这种情况下提供的有功功率为P_M，则输送有功功率的参考值为P_ref＝P_M，无功功率参考值Q_ref＝0，给定的电流参考值为

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{dref}=\frac{2P_{ref}}{3u_{gd}}\\ i_{qref}=0\end{array}\right.;$

其中u_gd为光伏电站并网点电压的d轴分量，

暂态运行情况下，充分利用逆变器的无功调节功能缓解电压降落的过程，即当电网发生短路时，逆变器向电网提供足够的无功电流支持电网电压恢复，具体为通过电压控制器将测量到的母线电压U_g经过测量环节与系统给定的电网电压参考值U_ref进行比较，两者的差值经PI控制器控制后，作为无功电流大小参考值，无功电流大小参考值除以母线电压即为调节注入系统的无功电流参考值i_qref，所述u_ref为稳态时并网点电压的大小；

向电网传输功率为Q＝u_gdi_q，有功功率取值范围为，得到调节注入系统的有功电流参考值i_dref。

6.根据权利要求5所述的基于有功无功电流协调控制的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述调节注入系统的无功电流参考值的上限值为i_qmax，调节注入系统的无功电流参考值的下限值i_qmin，根据其中，i_qref受限幅环节限制，有

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{qmax}=\frac{2Q}{3u_g^{\′}}\\ i_{q\min }=0\end{array}\right..$