[发明专利]基于鲁棒残差生成器的逆变器并联控制方法以及系统

说明书

本公开是关于一种基于鲁棒残差生成器的逆变器并联扰动前馈补偿控制方法以及系统。其中，该方法包括：计算多逆变器并联拓扑中各逆变器滤波器无功功率最小时的滤波电感值、电容值及转折频率；进一步计算双闭环中电流环、电压环的PI增益；建立基于鲁棒残差生成器的动态补偿控制结构，计算电流、电压环动态补偿控制器参数；增加基于动态补偿控制器的前馈控制，根据每台逆变器的输出电流对所述多逆变器并联拓扑的控制。本公开保证系统稳定性的前提下改善了逆变器之间参数差异对功率均分的影响，使输出电压控制更加稳定。

技术领域

本公开涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种基于鲁棒残差生成器的逆变器并联扰动前馈补偿控制方法以及系统。

背景技术

随着能源结构转型带来绿色能源的逐步渗透，作为电力系统中与广大用户密切相连的配电网需满足分布式发电系统DGs及储能装置的大规模接入，适应电动汽车等新型负荷的即插即用，并满足用户对电能质量要求的不断提高。微电网是减少分布式电源及柔性符合对电力系统冲击和影响的有效手段，在大电网故障或维修时，微电网可以运行在离网模式保证当地重要负荷高质量不间断供电，提高电力系统供电可靠性。然而离网运行时由于缺乏大电网对电压、频率的支撑以及各分布式电源和负荷存在功率不匹配，最终可能导致微电网变得不稳定。

下垂控制是目前微电网多变流器并联时的一种有效的控制手段，能一定程度维持微电网电压、频率的稳定并在不使用通信线路的情况下使DGs合理的分担负荷功率。但微电网中含有大量的电力电子装置，只有一个可调参数的传统下垂控制器与分布式发电系统惯性小、抗扰性差等特点会使多变流器并联时电能质量恶化、暂态性能极差，同时负载频繁的投切以及可再生能源的随机性和间歇性或者发生故障时会使得DGs不断的切入切出，变流器之间易环流，从而使得孤岛下的微电网稳定性受到严重挑战。

在孤岛微电网多变流器并联采用下垂控制基础上对功率控制器进行改进，大体可分为三种不同类型的改进方法：分段下垂、动态下垂与自适应下垂。分段下垂控制通过增大下垂系数，以提升系统动态响应速度，改善系统暂态特性。动态下垂控制通过调节下垂系数，以改善功率分配效果，减小各DG之间的环流。自适应下垂控制通过平移下垂曲线，以维持系统频率和电压稳定。

现有的改进型方案增加了更多的下垂控制相关参数，在微电网拓扑结构变化时参数整定复杂，且随着拓扑结构变化原系统相关参数需重新调整才能达到改进目的并保证系统稳定性，不利于即插即用。不同容量逆变器因滤波器及控制器参数差异会影响并联时的功率分配，从而恶化多变流器并联时的环流问题，影响系统整体稳定性。目前实际应用中通常利用估计值或凭经验选取相关参数，其中的误差不仅会增加滤波器的体积成本，还增加了电力电子器件的损耗、减小使用寿命。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种基于鲁棒残差生成器的逆变器并联扰动前馈补偿控制方法以及系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开的一个方面，提供一种基于鲁棒残差生成器的逆变器并联扰动前馈补偿控制方法，包括：

逆变器参数计算步骤，建立多逆变器并联拓扑并计算所述拓扑的状态空间模型，计算滤波器无功功率最小时逆变器的滤波电感值、电容值及转折频率；

逆变器双闭环PI增益计算步骤，基于所述滤波电感值、电容值的逆变器参数确定电流环PI增益，并根据相应电流环PI增益计算双闭环的电压环PI增益；

动态补偿控制器参数计算步骤，建立基于鲁棒残差生成器的动态补偿控制结构，根据多逆变器并联拓扑的状态空间模型计算电压环动态补偿控制器参数，并根据所述电压动态补偿控制器参数计算电流环动态补偿控制器参数；