[发明专利]基于电流型并网系统的宽范围频率自适应控制方法

权利要求书

1.基于电流型并网系统的宽范围频率自适应控制方法，其特征在于：通过对电网电压采样后锁相处理，锁相环采用传统的PLL，使用拟合的β坐标系，进行dq变换后，以0为基准q轴值为采样进行闭环，得到电网角频率wt，而后使用获得的角频率wt对输出电流采样i₂进行αβ--dq变换，将d轴电流采样i_2d与电流基准i₂^*作比较，将q轴电流采样i_2q与电流基准0作比较，分别经过比例积分调节器(PI调节)后将PI调节后输出作为电容电流i_c内环基准，对电容电流采样做dq变换后得到i_cd、i_cq，分别与电容电流内环基准作比较进行比例(P)调节，最后进行dq--αβ反变换后，最后与PWM比较后形成占空比驱动开关管，整个过程实现了输出电流外环电容电流内环的闭环处理，内环使用电容电流内环的有源阻尼方案目的是：增大逆变器阻尼；

将电网电流外环电容电流内环双闭环环路进行模型化处理，构建并网逆变器小信号模型，具体为：电流基准i₂^*与输出电流采样i₂做比较，经过PI调节器G_c(s)得到逆变器电压V_M，与电容电流i_c经过比例(P)调节器，参数为K，后的数值求差后，经过逆变器增益后得到逆变器侧电感L₁其寄生电阻R₁的电压，与电网侧电感L₂及其寄生电阻R₂电压求差后，得到电容C_f及其寄生电阻R_d的电抗的电压值，此电压值与电网公共耦合点电压V_pcc求差后，得到电网侧电感L₂及其寄生电阻R₂电压，然后经过电网侧电感L₂及其寄生电阻R₂获得输出电流i₂；

可以推导出开环传递函数T、闭环传递函数G_CL及闭环输出导纳Y_CL如公式1、2、3所示：

其中为输出电流，i₂^*为输出电流基准，V_pcc为电网公共耦合点电压，使用PI调节器G_c(s)进行电流环控制，G_d(s)为逆变器增益，K是电容电流内环的有源阻尼，Z_L1、Z_Cf、Z_L2分别为LCL滤波器逆变器侧电感L₁及其寄生电阻R₁的电抗、电容C_f及其寄生电阻R_d的电抗、电网侧电感L₂及其寄生电阻R₂的电抗；

若处于弱电网状态，对电网谐波进行处理，在β轴形成过程中加入滤波环节，该滤波环节不仅能够实现滤波功能避免电网谐波的引入，也能够实现相移功能实现与α轴的相角差，二阶低通滤波器如公式5所示：

在45Hz-55Hz的宽频率的电网波动情况下，对二阶低通滤波器进行离散化处理可得公式6

其中k＝1.4，ξ＝0.7，f₀＝50HZ时可得：

针对不同频率下的参数，以0.1Hz为步进值，进行曲线拟合，曲线拟合后如公式8所示：

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征为：还包括使用单相并网逆变器，在单相逆变器中，我们认为电网采样是α轴，拟合一个与α轴相差90°的β坐标系，这个β坐标系以全通滤波器来拟合，全通滤波器的传递函数如公式4所示，其中ω₀为电网实际角频率

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征为：将曲线拟合变为精度更高的查表与曲线拟合相结合的方式，为避免细微的电网变化，引发β轴频繁误动作，以0.1Hz为步进，对不同b₀与a₂参数进行查表与曲线拟合相结合的方式处理，其中为了减少DSP-TMS320F28033中CLA浮点型运算内存的占用率，在整型运算区域内设定b₀和a₂的表格，b₀扩大10¹²，a₂扩大10⁸，b₀与a₂表格如下：

b0[]＝{44415476，44612313，44809581，45007281，45205412，45403975，45602970，48023970，46002255，46202544，46403265，46604418，46806002，47008018，47210465，47413343，47616653，47820394，48024567，48229170，48434206，48639672，48845570，49051899，49258659，49465850，49673472，49881526，50090011，50298927，50508274，50718051，50928260，51138900，51349971，51561473，51773406，51985770，52198565，52411790，52625447，52839534，53054052，53269000，53484380，53700190，53916431，54133103，54350205，54567738，54785701，55004096，55222920，55442176，55661861，55881978，56102524，56323501，56544909，56766747，56989015，57211714，57434843，57658403，57882393，58106812，58331663，58556943，58782654，59008795，59235366，59462367，59689798，59917659，60145951，60374672，60603824，60833405，61063416，61293858，61524729，61756030，61987761，62219922，62452513，62685533，62918984，63152864，63387174，63621913，63857083，64092682，64328710，64565168，64802056，65039374，65277121，65515297，65753903，65992939，66232404}；

a2[]＝{98429124，98425661，98422198，98418735，98415272，98411809，98408347，98404884，98401422，98397960，98394498，98391036，98387574，98384113，98380651，98377190，98373728，98370267，98366806，98363345，98359884，98356424，98352963，98349503，98346042，98342582，98339122，98335662，98332202，98328743，98325283，98321824，98318364，98314905，98311446，98307987，98304528，98301069，98297611，98294152，98290694，98287236，98283778，98280320，98276862，98273404，98269946，98266489，98263031，98259574，98256117，98252660，98249203，98245746，98242290，98238833，98235377，98231920，98228464，98225008，98221552，98218096，98214641，98211185，98207730，98204274，98200819，98197364，98193909，98190454，98187000，98183545，98180091，98176636，98173182，98169728，98166274，98162820，98159367，98155913，98152459，98149006，98145553，98142100，98138647，98135194，98131741，98128289，98124836，98121384，98117931，98114479，98111027，98107575，98104124，98100672，98097220，98093769，98090318，98086867，98083416}。