[发明专利]采用功率坐标变换实现逆变器稳态频率无差调节的控制方法

说明书

采用功率坐标变换实现逆变器稳态频率无差调节的控制方法，本发明的特征是，根据负荷平均功率因素选取虚拟阻抗；选择虚拟阻抗角，使之和负荷平均功率因数角相等；根据虚拟阻抗角对逆变器有功和无功负荷进行坐标变换，得到广义有功P_d和广义无功Q_d；对广义有功实行下垂控制P_d‑f,按照逆变器容量的反比选取下垂系数，并按照逆变器容量的反比选择虚拟阻抗。本发明的有益效果是，可以在不依赖逆变器之间通信的情况下，实现有功和无功负荷的按容量比例分担，确保动态过程中的频率偏差极小，基本消除稳态频率偏差。

技术领域

本发明涉及逆变器并联运行的一种控制方法，具体涉及一种利用功率坐标变换实现逆变器有功无功负荷按比例分担以及稳态频率无差调节的控制方法。

背景技术

在UPS并联冗余系统或者微电网中存在多台并联运行的逆变器，逆变器并联运行控制算法在上述领域具有重要应用前景，逆变器并联运行的理想目标是：各逆变器按照其容量的比例承担有功和无功负荷，电压和频率偏差为零。下垂控制是一种重要的逆变器并联运行控制算法，它无需通信，但下垂控制存在稳态频率偏差，且不能实现有功和无功负荷的按比例分担；下垂控制和虚拟阻抗相结合可以取得更好效果，解决有功和无功负荷的按比例分担问题，但仍然无法解决稳态频率偏差问题。

鉴于上述原因，有必要研究一种逆变器并联运行控制算法，可以实现有功和无功负荷的按比例分担，并且解决稳态频率偏差问题。本发明将下垂控制、虚拟阻抗和功率坐标变换相结合，得到一种逆变器并联运行控制算法，它可以实现有功和无功负荷的按比例分担并且基本消除稳态频率偏差。

发明内容

本发明针对的技术问题是：同时解决逆变器并联运行时的有功和无功按逆变器容量比例分担以及稳态频率偏差问题。

本发明是通过如下技术方案来实现的。采用功率坐标变换实现逆变器稳态频率无差调节的控制方法，本发明的特征是，根据负荷平均功率因素选取虚拟阻抗；选择虚拟阻抗角，使之和负荷平均功率因数角相等；根据虚拟阻抗角对逆变器有功和无功负荷进行坐标变换，得到广义有功P_d和广义无功Q_d；对广义有功实行下垂控制P_d-f,按照逆变器容量的反比选取下垂系数，并按照逆变器容量的反比选择虚拟阻抗。

本发明的有益效果是，可以在不依赖逆变器之间通信的情况下，实现有功和无功负荷的按容量比例分担，确保动态过程中的频率偏差极小，基本消除稳态频率偏差。

附图说明

图1为逆变器功率传输示意图；

图2为逆变器并联运行仿真模型；

图3负荷功率因素为0.9487时的仿真结果；

图4为负荷功率因素波动时本发明的仿真结果。

具体实施方式

采用功率坐标变换实现逆变器稳态频率无差调节的控制方法，本发明的特征是，根据负荷平均功率因素选取虚拟阻抗；选择虚拟阻抗角，使之和负荷平均功率因数角相等；根据虚拟阻抗角对逆变器有功和无功负荷进行坐标变换，得到广义有功P_d和广义无功Q_d；对广义有功实行下垂控制P_d-f,按照逆变器容量的反比选取下垂系数，并按照逆变器容量的反比选择虚拟阻抗。

本发明具体为：

逆变器并联运行时的功率传输特性如图1所示，M是逆变器并联点，N是公共母线。E₁∠δ为逆变器输出电压，E₂∠0为母线电压，R+jX为线路阻抗，P是逆变器注入的有功，Q是逆变器注入的无功，记所有逆变器的总有功及无功负荷分别为P_L及Q_L。