[发明专利]一种并网逆变器低频谐波电流控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种并网逆变器低频谐波电流控制方法及装置，该方法包括：获取L型三相并网逆变器在dq坐标系中的电流状态方程，所述电流状态方程中包括电网电压扰动项、变量耦合项和模型参数偏差项；采样三相电流并通过坐标变换获得所述三相电流的d轴、q轴分量；将所述电网电压扰动项、变量耦合项和模型参数偏差项作为未知扰动进行估计，利用所述未知扰动的估计值计算d轴、q轴的控制量；根据所述d轴、q轴的控制量对三相电流的d轴、q轴分量进行自抗扰控制；本发明不仅省去了控制器设计时的前馈和解耦步骤，使控制器对系统参数变化和模型偏差具有强鲁棒性，并且提升了其在电流跟踪速度、不平衡电流与低频谐波电流抑制方面的性能。

技术领域

本发明属于并网逆变器控制技术领域，更具体地，涉及一种并网逆变器低频谐波电流控制方法及装置。

背景技术

随着以石油、天然气为代表的传统化石能源的可开采量日益减少，以及使用非清洁能源导致的全球环境问题日益突出，以太阳能、风能为代表的新能源在全球范围内得到了广泛的开发和使用。并网逆变器作为基于新能源的分布式发电系统并网的最后一级电力变换设备，对并网电能的控制起着关键作用。

在并网逆变器的多种拓扑结构中，L滤波的电压源型三相逆变器因具备结构简单、能量双向流动、向电网输送三相平衡功率等优点得到大量应用。由于电网对逆变器输出电能质量有严格要求，因此研究电流控制器具有重要意义。

传统控制器控制并网电流时需要采用多种控制策略分别解决网压扰动、变量耦合、模型参数偏差等问题，不仅增加了设计的难度、复杂程度，并且在动态响应速度、控制低频谐波电流和三相不平衡电流方面难以获得理想的效果。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种并网逆变器低频谐波电流控制方法及装置，通过将网压扰动、变量耦合、模型参数偏差等因素均作为未知扰动进行同步估计，可同时补偿以上因素对电流控制的影响，从而简化了设计过程，并提升了控制器在鲁棒性、电流跟踪速度、不平衡电流与低频谐波电流抑制方面的性能。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种并网逆变器低频谐波电流控制方法，该方法包括：

获取L型三相并网逆变器在dq坐标系中的电流状态方程，所述电流状态方程中包括电网电压扰动项、变量耦合项和模型参数偏差项；

采样三相电流并通过坐标变换获得所述三相电流的d轴、q轴分量；

将所述电网电压扰动项、变量耦合项和模型参数偏差项作为未知扰动进行估计，利用所述未知扰动的估计值计算d轴、q轴的控制量；根据所述d轴、q轴的控制量对三相电流的d轴、q轴分量进行自抗扰控制。

优选的，上述并网逆变器低频谐波电流控制方法，所述获取L型三相并网逆变器在dq坐标系中的电流状态方程具体包括：

构建L型三相并网逆变器在自然坐标系中的电流状态方程；

以电网电压合成矢量的方向为d轴正方向对所述电流状态方程进行坐标变换，分别得到d轴、q轴电流状态方程。

优选的，上述并网逆变器低频谐波电流控制方法，所述L型三相并网逆变器在自然坐标系中的电流状态方程具体为：

式中，L',R'分别是实际电感、阻抗的近似值；i_a,i_b,i_c分别是并入电网的三相电流；e_a,e_b,e_c分别是电网三相电压；u_a,u_b,u_c分别是逆变器输出的三相电压；f_a,f_b,f_c分别是三相电流状态方程中的模型偏差项；