[发明专利]基于修正比例谐振调节器的三相并网逆变器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于修正比例谐振调节器的三相并网逆变器控制方法，属电力行业技术领域。

背景技术

近年来，基于可再生能源的分布式并网发电技术，如光伏发电和风力发电等，得到了广泛关注，成为人类能源可持续发展战略的重要组成部分。分布式发电系统与电网接口通常采用逆变器。逆变器控制方法目前是采用传统的比例积分控制器，是将三相电流信号转换到同步旋转坐标系下，由交流量转变为直流量，通过对旋转坐标系的d-q两个坐标分量分别控制，实现有功分量与无功分量解耦，然后再经坐标变换回到自然坐标系下。因其算法简单、技术成熟等特点，成为并网工程领域广泛采用的控制方案。基于电网电压矢量定向的同步旋转坐标系控制法，尽管已经得到了广泛应用，但是采用比例积分控制器对并网电流调节时，需要进行多次坐标系的旋转变换，增加了控制的复杂性和算法实现难度；尤其在对系统低次谐波进行补偿时，各次谐波分量需要分别进行多次复杂的高低通滤波和坐标变换，且滤除相应次的负序谐波分量时，还会使计算量加倍，加大系统控制算法实现的难度，同时，在动态响应能力方面也不具优势。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于修正比例谐振调节器的三相并网逆变器控制方法。它是根据参考电流输出值或功率值和电网电压的相位角，把参考信号和实测信号通过坐标变换转换到静止α-β坐标系下，然后用比例谐振调节器进行控制，输出结果再转换回a-b-c坐标系下进行输出。采用比例谐振调节器能够对特定频率的正弦波做到无静差调节，且拥有很好的控制性能，省去大量的复杂计算的同时还简化了控制结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于修正比例谐振调节器的三相并网逆变器控制方法，是首先根据给定的逆变器有功和无功功率和电网电压计算得到需要的同步坐标系下的d轴和q轴电流；将d轴和q轴电流以及锁相环(PLL)测得的相位信息通过坐标变换得到静止α-β坐标系下的电流参考信号；将逆变器输出电流信号通过坐标变换得到静止α-β坐标系下的实际电流信号；将静止α-β坐标系下的电流参考信号和实际电流信号相减，得到的误差信号通过带有谐波补偿的修正的比例谐振调节器进行调节，以控制静止α-β坐标系下的实际电流信号跟踪静止α-β坐标系下的电流参考信号；将带有谐波补偿的修正的比例谐振调节器的输出信号通过坐标变换至abc坐标系下，生成PWM脉冲控制三相全桥逆变器输出，从而使分布式发电系统并网发电。

本发明三相并网逆变器的控制原理是：不同于传统的逆变器电流控制策略，得益于比例谐振调节器(PR调节器)优异的对正弦量的无差跟踪能力，本发明不再需要将电流信号进行多次坐标变换转换到旋转坐标系下，将交流量转变为直流量进行控制。

传统的比例积分控制器(PI调节器)对于直流量具有很好的控制效果，然而对于正弦被控量PI调节器无法体现出上述优异的控制性能，其无法消除稳态下的静差，很难实现系统的高性能控制。相比而言，PR调节器在基频部分的增益为无穷大，可以消除稳态误差，提升控制性能。PR调节器的传递函数为

G(s)=Kp+2KRss2+ω12---(1)]]>