一种快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微电网多逆变器并联控制技术领域，特别是一种快速谐波环流抑制的 多逆变器并联控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着全球能源危机和环境污染问题的日益严峻，人们越来越重视新能源的开发与 利用，新能源作为一种分布广泛的高效清洁能源，对传统能源的替代比率将越来越大。目 前，新能源发电被认为是世界上最具发展前景的新能源技术，各国家纷纷投入巨额资金进 行开发研宄，并大力拓展其市场应用。微电网作为新能源的开发与利用的一种有效手段，可 以对分布式电源进行高效地利用。
[0003] 微电网运行的一个关键问题是多逆变器的并联运行，而在并联运行时由于控制不 当或者线路阻抗不一致，会在逆变器之间产生环流，尤其是带非线性负荷时，逆变器之间谐 波环流会很大。目前，一般采用虚拟阻抗的方法来减小环流，对基波环流抑制效果比较好， 但是很难实现对谐波环流的抑制，甚至会增加逆变器输出电压的畸变率。因此研宄一种快 速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法意义重大。
【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，提供一种快速谐波环流抑制 的多逆变器并联控制方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种快速谐波环流抑制的多 逆变器并联控制方法，适用于微电网多逆变器并联系统；所述微电网多逆变器并联系统包 括多个并联的三相逆变系统；所述三相逆变系统包括依次连接的直流储能电容、三相逆变 桥、LCL滤波电路；所述三相逆变系统通过线路阻抗接入微电网交流母线；包括以下步骤：
[0006] 1)在每个采样周期的起始点，采样电路对逆变器输出电压ua、ub、u。，输出电流i a、 ib、i。进行采样，然后通过控制器对采样得到的数据进行读取、存储；
[0007] 2)控制器将第1步采集得到的逆变器输出电压ua实时地传送至数字锁相环（PLL 模块），计算得到当前相位^、角频率《。和频率f ;
[0008] 3)将第1步采集得到的输出电流ia、ib、i。从abc坐标系变换到a 0坐标系下， 得到i a、i P，其计算公式为：
【主权项】
1. 一种快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法，适用于微电网多逆变器并联系 统；所述微电网多逆变器并联系统包括多个并联的三相逆变系统；所述三相逆变系统包括 依次连接的直流储能电容、三相逆变桥、LCL滤波电路；所述三相逆变系统通过线路阻抗接 入微电网交流母线；其特征在于，包括以下步骤： 1) 在每个采样周期的起始点，对三相逆变系统输出电压ua、ub、u。，输出电流ia、i b、i。进 行米样； 2) 将所述三相逆变系统输出电压Ua传送至数字锁相环，计算得到当前相位P、角频率 ?。和频率€;将所述三相逆变系统输出电压 113、11)3、11。从此(3坐标系变换到（1|3坐标系下， 得到α β坐标系下的电压Ua、Up;将三相逆变系统输出电流ia、ib、i。从abc坐标系变换 到α β坐标系下，得到α β坐标系下的电流ia、ip; 3) 将α β坐标系下的电流ia、i/变换到旋转dq坐标系下，得到旋转坐标系下的电流 ip、iq; 4) 将电流ip、iq通过低通滤波器后，得到直流分量f、I; 5) 将直流分量变换到α β坐标系下，得到直流分量电流t、&; 6) 用电流ia、ip减去直流分量电流z'a、&，得到α β坐标系下的交流分量z'a、& ; 7) 利用电流i a、i ρ，电压ua、Up计算三相逆变系统的瞬时有功功率p和无功功率q :
8) 利用瞬时有功功率p和无功功率q计算平均有功功率P和无功功率Q :
其中k为当前采样次数；N为一个电网周期里的总采样点数；p(k)为第k次采样的瞬时 有功功率；q(k)为第k次采样的瞬时无功功率;P (k)为第k次采样的平均有功功率；Q(k) 第k次采样的平均无功功率； 9) 利用所述平均有功功率P和无功功率Q，通过功率下垂控制计算得到参考电压幅值 E和角频率ω :
其中E' ω?分别代表三相逆变系统的额定输出电压幅值和额定输出角频率，m、n分别 为有功和无功的下垂系数； 10) 利用参考电压幅值E、角频率ω和相位P进行三相电压合成，得到三相参考电压 * * * We、心、wc; 11) 将合成得到的三相参考电压W!、W〗、w￡t变换到α β坐标系下，得到α β坐标系 下的参考电压<、 12) 将α β坐标系下的电流ia、ip乘以虚拟电阻，再叠加到参考电压〃,]、上，得到 准谐振PR控制电压外环的电压参考值通过准谐振PR控制之后得到电流内环的 参考电流C、 13) 将α β坐标系下的交流分量Za、&相位取反，叠加到电流内环的参考电流ζ、$ 上，得到参考电流 Ζ'Γ、f ; 14) 将参考电流f、f变换到abc坐标系下，得到电流无差拍控制的参考电流 /f、f，经过无差拍控制得到三相逆变桥驱动信号的占空比Da、Db、D。，将占空比Da、 Db、D。传送至驱动保护电路，产生驱动信号，用来驱动三相逆变系统。
2. 根据权利要求1所述的快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法，其特征在于， 所述步骤2)中，α β坐标系下的电流ia、ie以及α β坐标系下的电压u a、Ufi计算公式 分别为：
3. 根据权利要求1所述的快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法，其特征在于， 所述步骤3)中，旋转坐标系下的电流ip、i,计算公式为：
4. 根据权利要求1所述的快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法，其特征在于， 所述步骤5)中，直流分量电流f、&计算公式为：
5. 根据权利要求1所述的快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法，其特征在于， 所述步骤8)中，N的计算公式为：N = round( Af);其中λ为相关系数，λ的取值为采样 频率与电网频率的比值。
【专利摘要】本发明公开了一种快速谐波环流抑制的多逆变器并联控制方法，通过ip-iq算法得到逆变器输出电流的谐波电流，将其反相位后叠加到电压外环输出，得到电流内环的指令，从而高效、快速地抑制逆变器输出电流的谐波环流，实现了多逆变器并联的谐波环流抑制。本发明还提出了一种“变窗口”滑动平均功率的计算方法来改善平均功率的计算，减少了传统的定周期计算引入的偏差，提高了平均功率计算的准确性；滑动平均计算的提出，使得在每个采样周期里都能计算一次平均功率，从而大大提高了功率计算的实时性，使得功率下垂控制能够更好地实现功率均分，进一步降低谐波环流。本发明可广泛应用于微电网多逆变器并联控制系统中，尤其适合带非线性负载运行的微电网。
【IPC分类】H02J3-01, H02J3-38
【公开号】CN104659813
【申请号】CN201510057802
【发明人】罗安, 周小平, 陈燕东, 周乐明, 李鸣慎, 匡慧敏, 伍文华, 杨苓, 怀坤山
【申请人】湖南大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月4日