[发明专利]一种级联H桥孤岛运行下的分层功率控制方法

说明书

本发明公开一种级联H桥孤岛运行下的分层功率控制方法，该方法通过闭环相间功率控制得到零序电压，从而实现对三相功率控制的方法。该方法能够避免传统方法中的复杂运算以及复杂信号可能引起的控制偏差。此外该方法可以方便地应用于功率调节中，尤其是第二层功率控制中的零序电压的产生，通过闭环功率控制得到的零序电压，避免了传统产生零序电压的方法中的复杂计算，是一种新型的值得推广的产生零序注入电压进行三相间功率控制的方法。

技术领域

本发明涉及一种级联H桥孤岛运行下的分层功率控制方法，特别涉及一种通过采用闭环功率控制得到零序注入电压的方法。

背景技术

微电网已被广泛应用于将多种分布式能源互联到低压电网中。传统电力电子微电网的一个重要任务是实现多个并行分布式发电机组的功率控制，实现合理的功率管理，避免电源过载。在分布式发电机组的后级，通常采用DC/DC变换器来提高直流母线电压，因为分布式电源直流电压幅值通常过低，无法直接逆变。然而，由于涉及多个阶段的功率转换，这种配置通常成本昂贵。

另一方面，多级变换器是低压直流电源直接并网的一种替代方案。在各种类型的变换器拓扑结构中，由于CHB变换器采用模块化结构，只需要较小的滤波器，并且能够集成大量具有不同特性的直流源，所以CHB是应用最广泛的变换器之一。

以往的研究主要集中在CHB变换器并网运行方面，即采用零序电压注入方式进行相间功率控制时，三相电流也是平衡的正弦曲线。传统的零序电压注入法是测量出三相电流之后预先计算出零序电压，实现了开环方式的相间功率调节，但是这种开环调节计算量大，并且由于存在复杂信号处理，可能存在稳态功率控制偏差。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，填补现有技术的空白，提供一种级联H桥孤岛运行下的分层功率控制方法，通过闭环相间功率控制得到零序电压，从而实现对三相功率控制的方法。该方法能够避免传统方法中的复杂运算以及复杂信号可能引起的控制偏差。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种级联H桥孤岛运行下的分层功率控制方法，三个并联逆变器分别通过滤波器连接至公共连接点PCC后为三相不对称负载提供电能；其中第一发电机组采用了级联H桥结构，第二和第三发电机组均采用了三相全桥逆变结构；该控制方法包括以下步骤：

步骤S1：在每个开关周期开始时，采集电压参考值信号代替H桥各个模块的输出电压采集每一相电容电压V_DG1，abc以及每一相的电流I_ind1，abc，计算各模块的瞬时功率并经过低通滤波器之后得到平均有功功率P_abc，k和平均无功功率Q_abc，k以及第一发电机组的平均有功功率P_DG1和平均无功功率Q_DG1；利用带通滤波器提取出各相电流I_ind1，abc的基频分量I_{ind1，abc，f}以及各相电流延迟1/4周期之后的基频分量

步骤S2：采用步骤S1得到的P_DG1和Q_DG1进行传统下垂控制，得到电容电压参考值

步骤S3：采用步骤S1得到的第一发电机组各个模块的有功功率P_abc，k、无功功率Q_abc，k和各相电流的基频分量I_{ind1，abc，f}，计算得到相间功率调整所需注入的零序电压

步骤S4：采用步骤S1得到的第一发电机组各个模块的有功功率P_abc，k、无功功率Q_abc，k、各相电流基频分量I_{ind1，abc，f}以及延迟1/4周期的基频分量计算得到每个模块进行功率调整所需注入的电压