[发明专利]一种提高并网变换器稳定性的控制方法

说明书

一种提高并网变换器稳定性的控制方法，涉及电力技术领域。本发明是为了解决并网变换器锁相环与复杂的电网运行条件相互耦合，从而造成系统不稳定的问题。本发明所述的一种提高并网变换器稳定性的控制方法，对锁相环引起的误差给变换器系统电流控制带来的影响项进行前馈消去，获得前馈项；在变换器系统中加入滤波器，对前馈项进行滤波，获得改进前馈项；利用改进前馈项和变换器系统q轴小信号电压值获得实际前馈项；在电流环PI输出项加入实际前馈项，进行补偿，使得变换器获得稳定输出，完成对变换器侧电路的开关控制。本发明适用于对并网变换器进行控制。

技术领域

本发明属于电力技术领域，特别涉及三相并网变换器并网运行的稳定性提高方法。

背景技术

并网变换器是电能转换的重要器件，在电网中的应用已经越来越广泛。为了获得电网相角信息从而对并网变换器进行有效控制，通常需要使用锁相环来对并网变换器电流和电网电压进行同步。由于电网运行情况复杂，使得并网变换器运行的条件也复杂多变，从而造成并网变换器的锁相环与复杂的运行条件相互耦合，减弱了系统的稳定性，甚至造成系统不稳定。例如并网变换器在弱电网或者并联运行时，并网变换器锁相环与电网阻抗或并联并网变换器锁相环之间相互耦合，都会造成系统的振荡或不稳定。目前已有针对锁相环造成变换器系统不稳定的分析，但未有考虑锁相环影响的稳定性提高方法。

发明内容

本发明是为了解决并网变换器锁相环与复杂的电网运行条件相互耦合，从而造成系统不稳定的问题，现提供一种提高并网变换器稳定性的控制方法。

一种提高并网变换器稳定性的控制方法，并网变换器采集网侧电路参数，对变换器侧电路进行开关控制，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一：对锁相环引起的误差给变换器系统电流控制带来的影响项进行前馈消去，获得前馈项G_cancle：

其中，Y_out为变换器侧电路固有的输出导纳矩阵；

步骤二：在变换器系统中加入滤波器，对前馈项G_cancle进行滤波，获得改进前馈项G_cancle'：

其中，L₁表示变换器侧电路的等效电感值、s表示频域复变量、H_filter(s)表示通用滤波器的频域传递函数；

步骤三：利用改进前馈项G_cancle'和变换器系统q轴小信号电压值获得实际前馈项G_cancle^*：

其中，表示变换器系统d轴稳态电压值、G_PI表示锁相环PI参数矩阵；

步骤四：在电流环PI输出项加入实际前馈项G_cancle^*，进行补偿，使得变换器获得稳定输出，完成对变换器侧电路的开关控制。

本发明所述的考虑锁相环影响的变换器稳定性提高方法，一方面通过考虑锁相环引起的误差(系统dq坐标轴和控制器dq坐标轴的相角差)，运用小信号分析法，推导出系统电压经过锁相环到控制电流的传递函数，从而分析系统电压经过锁相环对控制电流的影响。

另一方面，将系统电压经过锁相环对控制电流的影响产生的误差消掉，先在频域中推导出具体的实际前馈项，再在数字控制中将实际前馈项离散化，改动控制器结构，实现并网变换器的有效控制，显著提高并网电能质量。

附图说明

图1为现有技术公开的一种变换器控制系统的结构示意图；

图2为现有技术公开的一种变换器侧电路的前馈解耦控制框图；