一种基于扰动观测的虚拟并网同步逆变器控制方法及系统与流程

技术特征：

1.一种基于扰动观测的虚拟并网同步逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：从接有三相逆变器的三相电路实时采集三相电压和电流；

S2：将所述三相电压和电流进行坐标的3/2变换，通过功率的计算公式得出有功功率和无功功率；

S3：从所述有功功率和无功功率通过VSG控制算法得出三相调制波信号；

S4：通过所述三相电压和电流计算干扰补偿量；

S5：所述三相调制信号减去所述干扰补偿量得到补偿后的控制信号；

S6：将所述补偿后的控制信号与三角载波进行比较，产生SPWM波控制所述三相逆变器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，S2中所述的功率的计算公式为

$\left\{\begin{array}{c}{P}_e=u_{\mathrm{\α}}{i}_{\mathrm{\α}}+u_{\mathrm{\β}}{i}_{\mathrm{\β}}\\ Q_e=u_{\mathrm{\β}}{i}_{\mathrm{\α}}-u_{\mathrm{\α}}{i}_{\mathrm{\β}}\end{array}\right.$

其中，v_α和v_β为逆变器滤波后αβ坐标系下的的电压表达式，i_α和i_β为滤波后在αβ坐标系下的电流表达式。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，S3中所述VSG控制算法将模拟同步发电机特性，其其数学方程为

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{set}+D_p\mathrm{\Δ}\mathrm{\ω}-P_e=J{\mathrm{\ω}}_n\frac{d\mathrm{\ω}}{dt}\\ Q_{set}+\sqrt{2}{D}_q\mathrm{\Δ}u-Q_e=K\frac{d\sqrt{2}{u}_m}{dt}\end{array}\right.$

P_set、Q_set为有功和无功功率给定；D_p、D_q为有功-频率和无功-电压下垂系数；Δω为电角速度差，Δω＝ω_n-ω；ω_n、ω为额定电角速度和实际电角速度；Δ_u为输出电压差，Δ_u＝u_n-u_o；u_n、u_o为额定电压有效值和输出电压有效值；J为转动惯量；K为惯性系数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述干扰补偿量通过将Gd^-1(s)*Q(s)的输出信号和Q(s)的输出信号求和得到，Gd(s)＝G_n(s)＝K_pwm/LCs²+Ls/R+1，Q(s)＝1/(Ts+1)²,T＝10^-5，其中K_pwm为PWM增益，L为滤波电感，C为滤波电容，R为负载电阻，T为时间常数。

5.一种根据权利要求1所述的基于扰动观测的虚拟并网同步逆变器控制系统，其特征在于，包括采集模块、功率计算模块、VSG控制算法模块、扰动观测器模块、PWM调制模块；

所述采集模块采集三相电压和电流，并将所述三相电压和电流传递给功率计算模块；

所述功率计算模块是将三相电压和电流进行坐标的3/2变换，通过功率的计算公式得出有功功率和无功功率；

所述VSG控制算法模块从所述有功功率和无功功率通过VSG控制算法得出三相调制波信号；

所述扰动观测器模块将所述三相调制信号减去所述干扰补偿量得到补偿后的控制信号；

所述PWM调制模块将所述补偿后的控制信号与三角载波进行比较，产生SPWM波控制所述三相逆变器的工作状态。

6.根据权利要求5所述的基于扰动观测的虚拟并网同步逆变器控制系统，其特征在于，所述扰动观测器模块由二阶低通滤波器模块、二阶低通滤波环节与二阶微分电路串联模块和比较模块组成。