[发明专利]一种逆变器并联运行优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子装置控制领域，尤其涉及一种逆变器并联运行优化控制方法。

背景技术

逆变器是一种把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的变换器。在微网和UPS并联冗余系统中，存在多台逆变器并联运行。

并联逆变器并联运行的控制方法主要有：PQ控制、恒压恒频控制和下垂控制，其中，下垂控制是通过模拟传统电力系统中同步发电机下垂外特性对逆变器实施控制的一种方法。如图1所示，并联逆变器系统中采用下垂控制的逆变器中电路结构的主电路为三相全桥电路，逆变器输出采用LC滤波器，外加连线电感LC用以确保等效线路阻抗成感性以减少传输有功功率和无功功率的耦合程度。逆变器的系统控制环路主要包括功率环控制和电压电流双环控制两部分。在功率环控制部分，首先对通过采样逆变器输出端的三相电压(V_oabc)和电流(i_oabc)进行采样，进而计算出逆变器输出的有功功率P和无功功率Q，将其代入P-f和Q-V下垂方程，从而得到逆变器输出电压的参考频率和参考幅值，然后通过电压电流双环控制实现对逆变器输出电压的调节。为了弥补有功功率P和无功功率Q之间存在的较强耦合，还引入了虚拟阻抗，通过算法模拟实际阻抗，从而灵活地改变并联逆变器系统线路的等效阻抗，进一步提高下垂控制效果。

然而，由于逆变器自身特性的差异会造成多台逆变器并联运行时输出功率的差异随着频率和幅值下垂系数的增大而减小，但是随着下垂系数的增大，多台逆变器之间的电压偏差也会随之增大，引入虚拟阻抗使电压偏差更加突出，当电压偏差超过规定值时，将会使逆变器的控制效果变差，导致逆变器输出的电能质量下降，进而影响与逆变器连接的用户设备或电器的正常运行。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，公开了如下技术方案：

一种逆变器并联运行优化控制方法，包括：

获取并联逆变器系统中每台逆变器的额定容量和并联逆变器系统总负荷功率因数角；

根据所述额定容量和并联逆变器系统总负荷功率因数角为每台逆变器确定相应的虚拟阻抗；

根据所述额定容量确定每台逆变器的下垂系数：

根据所述下垂系数确定每台逆变器的相角；

为每台逆变器设置相同的电压值，根据所述电压值、虚拟阻抗、相角以及逆变器输出电流确定指令电压；

控制每台逆变器根据相应的指令电压输出有功功率和无功功率，其中，所述指令电压包括A相指令电压、B相指令电压和C相指令电压。

可选地，所述根据所述额定容量和并联逆变器系统总负荷功率因数角为每台逆变器确定相应的虚拟阻抗包括：

建立虚拟阻抗模型为

根据所述并联逆变器系统总负荷功率因数角确定优化功率因数角δ₀；

计算满足与所述额定容量成反比、且的R_v和X_v；

根据R_v、X_v和确定虚拟阻抗

可选地，所述确定所述优化功率因数角包括：

将获取的所述并联逆变器系统总负荷功率因数角平均分为多个区间；

获取实际负荷功率因数角；

确定所述实际负荷功率因数角所处的区间；

获取所述实际负荷功率因数角所处区间的区间上限λ₂和区间下限λ₁；

根据计算优化功率因数角δ₀。

可选地，所述确定所述优化功率因数角还包括：

将获取的所述并联逆变器系统总负荷功率因数角平均分为多个区间，为每一个区间设置一个预设功率因数角；

获取实际负荷功率因数角；

确定所述实际负荷功率因数角所处的区间，所述实际负荷功率因数角所处区间的预设功率因数角即为优化功率因数角δ₀。

可选地，所述根据所述额定容量确定每台逆变器的下垂系数包括：

将获取的每台逆变器的所述额定容量两两做比值，获得一组容量比值；

将每台逆变器的下垂系数设为m_i并两两做比值，获得一组系数比，其中，m_i为第i个逆变器的下垂系数；

满足对应逆变器的容量比值和系数比互为倒数的m_i即为对应逆变器的下垂系数。

可选地，所述根据所述下垂系数确定每台逆变器的相角包括：