本发明涉及并网逆变器控制，特别是一种不平衡电网下基于虚拟振荡器控制的并网逆变器控制方法。
背景技术：
1、“双碳”战略目标的提出是实现可持续发展的重要途经之一。以太阳能和风能为主的新能源发电装机容量逐年上升，高渗透率新能源通过并网逆变器接入配电网，逆变器控制策略直接关系到电力系统的安全可靠运行。因此，制定合理的逆变器控制策略至关重要。在电力系统中常用的构网型逆变器控制方法有下垂控制、虚拟同步机控制等。虚拟振荡器控制(virtual oscillator control，voc)具有稳态下垂特性，动态响应速度快且抗扰动能力强等优势，成为当前构网型逆变器控制的研究热点。常见的voc类型有：死区振荡器、范德波尔振荡器和aho振荡器(andronov-hopf oscillator)等。其中，aho结构相对简单，控制结构中虚拟振荡电路基于andronov-hopf分岔方程构成，针对功率调度问题进行改进，在保证传统voc优越动态性能的同时，实现了对输出功率的自由调度。
2、在各种非理想复杂工况中，对于voc控制策略下逆变器接入不平衡电网的工况研究相对较少。有学者解决了由混合负载引起的频率偏移和电压谐波畸变问题，介绍了一项引入正负序分离并改进双环的voc控制技术，但未涉及并网的工况。针对虚拟同步发电机控制，有学者采用交叉解耦复数滤波器来分离正负序分量，并提供了参考电流计算方法，但未涉及动态性能更优越的voc控制策略。实际应用中，由于存在诸如不平衡的线路数据、非对称性短路故障以及不完全相运行等原因，电压不平衡的情形经常出现，即当相位差不为120度或三相电压大小不一致时，导致voc会出现电流不平衡及输出功率存在大幅度振荡等不利情形，妨碍其向电网输入稳定的电流和功率，这会影响voc的效果，使其难以实现安全稳定的并网运行。因此，研究在不平衡电网电压条件下voc控制策略以减小其负面影响具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种不平衡电网下基于虚拟振荡器控制的并网逆变器控制方法，旨在解决基于传统虚拟振荡器控制的并网逆变器接入不平衡电网时输出电流三相不平衡以及降低输出功率的二倍频波动的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种不平衡电网下基于虚拟振荡器控制的并网逆变器控制方法，它包括如下步骤：
3、s1、在传统虚拟振荡器控制基础上引入电压、电流正负序分离方法；
4、s2、添加电流环输入指令计算环节，并且采用正负序组合方式设计电流环，同时设计虚拟振荡器控制的预同步模块；
5、s3、基于仿真模型验证所提方法的有效性。
6、进一步地，所述s1具体包括：
7、首先建立基于aho的并网逆变器系统模型，振荡器状态量由谐振电路给出，lvoc和cvoc分别为谐振电感和谐振电容，定义状态变量x具体如式(1)所示；电路状态为电容电压和缩放后的电感电流；
8、x＝[x1x2]τ＝[vcεil]τ (1)
9、式中：
10、采集逆变器输出电流与参考电流做差，经旋转坐标变换矩阵r(θ)及电流比例系数ki缩放得到aho的输入信号δi1和δi2；旋转坐标变换矩阵r(θ)如式(2)所示，振荡器输入信号如式(3)所示；本文取旋转角θ＝π/2；
11、
12、在αβ坐标系下，由p*、q*生成参考电流如下式所示：
13、
14、式中：vαβ为逆变器输出电压；vα为输出电压的α轴分量；vβ为β轴分量；p*、q*为给定有功功率和无功功率参考值；
15、aho在αβ静止坐标系下的状态空间方程：
16、
17、式中：vn＝kvxn为额定电压的有效值；ξ为状态收敛速度常量；为系统频率标称值；cvoc为谐振电容；kv为电压比例系数；δi1和δi2为aho的输入信号；
18、v和θ分别为逆变器输出电压vαβ的幅值和相角，其表达式为：
19、
20、根据式(5)和式(6)，得到电压幅值及相角，设导数和则稳态时电压幅值和频率的下垂关系如式(7)所示：
21、
22、式中：kv和ki为电压、电流比例系数；p*、q*为给定有功功率和无功功率参考值；
23、为了数字化ror调节器，对其进行双线性变换，将频域形式进行离散化设计，如式(8)所示：
24、
25、式中：ts为采样周期；
26、因而可以得到ror调节器的差分方程如式(9)所示：
27、
28、式中：xα和xβ为输入量；yα和yβ为输出值；k为常数；ω为谐振频率；
29、电压、电流正负序分离结构包括pll锁相环、clark变换模块和ror调节器。
30、进一步地，所述步骤s2具体包括：
31、采用正、负序组合方式来设计电流环，同时在正序电流内环前加一个电流值指令计算模块，负序电流指令值设计为0，以实现负序电流抑制；由主电路拓扑结构对电流指令进行求解，忽略电容滤波，根据逆变器端口电压u0与电网电压ug的关系，设定逆变器端口电压u0与aho产成的参考电压u*相等，在dq旋转坐标系下得到输出正序电流指令值由式(10)表示：
32、
33、式中：为正序电流指令值d、q分量；分别为逆变器生成参考电压和电网电压正序的d、q轴分量；r为等效电阻；l为等效电感；
34、将正负序分离模块、改进的电流控制环和预同步模块加入传统aho控制中，从而得到改进的aho控制；预同步模块可以避免并网冲击电流，正负序分离模块可以减少负序分量对aho控制的影响，同时利用相应的正、负相序电流设定值解决不平衡电流和功率波动；
35、逆变器的反馈输入量[δi1,δi2]根据开关的状态取不同的值；在预同步模式下，逆变器出口电压v与并网点电压vg的差值作为aho输入量；当相位满足并网标准时，开关a闭合，恢复到正常运行模式，能够平稳地从离网切换至并网运行模式；逆变器工作在预同步模式时的动态方程如式(11)所示：
36、
37、式中：γ为控制预同步速度的参数；θg为电网电压相位，且vgα＝vgcosθg，vgβ＝vgsinθg。
38、本发明有益效果：
39、1、本发明解决了基于传统虚拟振荡器控制的并网逆变器接入不平衡电网时输出电流三相不平衡以及降低输出功率的二倍频波动问题。
40、2、本发明的改进aho控制策略，由于预同步的存在，使得逆变器平滑并网，没有产生冲击电流以及畸变电压。
1.一种不平衡电网下基于虚拟振荡器控制的并网逆变器控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种不平衡电网下基于虚拟振荡器控制的并网逆变器控制方法，其特征在于：所述s1具体包括：
3.根据权利要求1所述一种不平衡电网下基于虚拟振荡器控制的并网逆变器控制方法，其特征在于：所述步骤s2具体包括：