三相四桥臂并网逆变器功率振荡抑制矢量控制方法与流程

本发明涉及并网逆变器控制，具体涉及三相四桥臂并网逆变器功率振荡抑制矢量控制方法。

背景技术：

1、在不平衡电网工况下，由于非正序分量的存在，并网逆变器输出功率中存在二倍频功率振荡，此功率振荡会影响并网逆变器的稳定运行，为此，需要研究不平衡电网下并网逆变器的功率振荡抑制控制，而三相三线制系统中，由于可控自由度不够，无法同时抑制瞬时有功和无功振荡，而四线制系统中，由于零序电流通路的存在，可控自由度增加，同时抑制瞬时有功和无功振荡成为可能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的问题是提供三相四桥臂并网逆变器功率振荡抑制矢量控制方法。

2、为解决上述技术问题，根据对称分量法分析不平衡电网形成原因及其不平衡特性，并通过对不平衡分量进行正负零序分离，建立不平衡电网下三相四桥臂并网逆变器数学模型以及各序等效电路。根据各序等效电路建立不平衡电网下的电流控制结构，并结合正负序分离方法与三维空间矢量调制得到四桥臂逆变器整体控制方案。本发明采用的技术方案是：三相四桥臂并网逆变器功率振荡抑制矢量控制方法，包括以下步骤：

3、s1、通过dsc正负序分离与基于全通滤波器apf的虚拟矢量构造法将pcc点处电压分解为正序电压矢量、负序电压矢量以及零序电压矢量；

4、s2、取正序电压矢量、负序电压矢量、零序电压矢量结合控制目标以及功率参考值计算各序电流参考值；

5、s3、将电流参考值通过电流控制环节并进行3d-svm调制得到四桥臂逆变器开关管信号。

6、在本发明中，优选地，所述步骤s1中基于全通滤波器apf的虚拟矢量构造方法具体为：

7、假设零序电压v0＝v0cosωt，则零序坐标系下α轴电压v0α为零序电压v0，即v0α＝v0，此时，通过全通滤波器apf生成α轴电压v0α的正交分量电压v0β；

8、v0β＝apf(v0α)

9、全通滤波器apf在频域中的传递函数表示为：

10、

11、通过拉普拉斯变换，得到s域分量正交电压v0β(s)：

12、

13、得到s域分量正交电压v0β(s)后，通过逆拉普拉斯变换，得到虚拟零序矢量v0αβ：

14、v0αβ＝v0α+jv0β＝v0 cosωt+jv0(sinωt-e-ωt)

15、通过零序电压矢量v0αβ表示零序电压v0：

16、

17、通过虚拟的矢量零序电流ig0表示对于零序电流i0：

18、

19、在本发明中，优选地，步骤s2中计算各序电流参考值的方法具体为：

20、假设正电压矢量v+、负电压矢量v-与d轴重合，当控制目标为在不平衡电网下三相四桥臂并网逆变器输出恒定期望功率pref,qref时，此时各序电流矢量参考值为：

21、

22、得到αβ坐标系下电流矢量参考值

23、

24、对于零序电流，由于零序矢量是通过虚拟构造的，因此零序电流参考值只是零序电流矢量ig0αβ中的实数部分，即：

25、

26、本发明具有的优点和积极效果是：当电网处于不平衡状态下时，三相四桥臂逆变器由于中线存在使得零序电流回路存在，零序分量可控，通过输出合理的正序、负序和零序电流可以抑制三相四桥臂逆变器输出功率振荡。

技术特征：

1.三相四桥臂并网逆变器功率振荡抑制矢量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的三相四桥臂并网逆变器功率振荡抑制矢量控制方法，其特征在于，所述步骤s1中基于全通滤波器apf的虚拟矢量构造方法具体为：

3.根据权利要求1所述的三相四桥臂并网逆变器功率振荡抑制矢量控制方法，其特征在于，步骤s2中计算各序电流参考值的方法具体为：

技术总结
本发明提供三相四桥臂并网逆变器功率振荡抑制矢量控制方法，包括以下步骤：通过DSC正负序分离与基于全通滤波器APF的虚拟矢量构造法将PCC点处电压分解为正序电压矢量、负序电压矢量以及零序电压矢量；取正序电压矢量、负序电压矢量、零序电压矢量结合控制目标以及功率参考值计算各序电流参考值；将电流参考值通过电流控制环节并进行3D‑SVM调制得到四桥臂逆变器开关管信号。本发明当电网处于不平衡状态下时，三相四桥臂逆变器由于中线存在使得零序电流回路存在，零序分量可控，通过输出合理的正序、负序和零序电流可以抑制三相四桥臂逆变器输出功率振荡。

技术研发人员：承强,徐鹏生,王青,韩乐聪
受保护的技术使用者：林源电力（南京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15