[发明专利]一种多功能并网逆变器控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种多功能并网逆变器控制系统，其特征在于：所述控制系统包括单位三相电压矢量生成模块、一次调频计算模块、电压外环控制模块、三相电流指令生成模块、开关脉冲生成模块，单位三相电压矢量生成模块的输入端连接逆变器的交流侧，单位三相电压矢量生成模块的输出端连接三相电流指令生成模块，一次调频计算模块的输入端连接逆变器的交流侧，一次调频计算模块的输出端连接电压外环控制模块，电压外环控制模块的输入端连接逆变器直流侧，电压外环控制模块的输出端连接三相电流指令生成模块，三相电流指令生成模块连接开关脉冲生成模块。

2.根据权利要求1所述的多功能并网逆变器控制系统，其特征在于：所述单位三相电压矢量生成模块包括锁相环，锁相环连接逆变器交流侧。

3.一种多功能并网逆变器控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法的步骤为：

步骤一、单位三相电压矢量生成：单位三相电压矢量生成模块的锁相环获取逆变器交流侧的实际三相电压的相位，锁相环输出的电压相位根据标准三相正序电压计算公式生成单位三相电压矢量；

步骤二、一次调频电压指令生成：一次调频计算模块获取逆变器交流侧实际频率并利用一次调频频率—有功下垂特性曲线产生一次调频功率指令，进一步利用新能源发电功率—电压特性曲线生成一次调频电压指令；

步骤三、控制注入功率的指令电流分量生成：电压外环控制模块将一次调频电压指令与逆变器直流侧电压参考值相加再减去滤波后逆变器直流侧实际电压产生直流电压偏差，进一步利用电压外环控制器生成控制注入功率的指令电流分量；

步骤四、三相电流指令生成：步骤一生成的单位三相电压矢量与步骤三生成的控制注入功率的指令电流分量分相相乘生成三相电流指令；

步骤五、开关脉冲生成：开关脉冲模块利用分相减法环节将三相电流指令与逆变器交流侧实际三相电流进行分相相减产生三相电流偏差，进一步开关脉冲生成环节产生六路开关脉冲。

4.根据权利要求3所述的多功能并网逆变器控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤一中的三相正序电压计算公式为：

其中，单位三相电压矢量Ua、Ub、Uc，根据标准三相正序电压计算公式所得。

5.根据权利要求4所述的多功能并网逆变器控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二中一次调频频率—有功下垂特性曲线计算一次调频功率指令的公式为：

其中，Ppfc为一次调频功率指令，Pn为新能源发电单元额定功率；fd为一次调频频率阈值，当f大于50.033Hz时fd＝50.033，当f小于49.967Hz时fd＝49.967，其他情况fd＝f；δ％为调频调差率等于3％；

Ppfc作为新能源发电功率—电压特性曲线的输入，由新能源发电功率—电压特性曲线产生一次调频电压指令Vpfc，如下：

Vpfc＝f_PV(Ppfc)；

其中，fpv(Ppfc)为Ppfc作为变量的功率-电压特性曲线函数。

6.根据权利要求5所述的多功能并网逆变器控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤三中直流电压偏差的计算公式为：

ΔVdc＝Vpfc+Vdcn-Vdcp；

其中，ΔVdc表示直流电压偏差，Vdcn表示逆变器直流侧电压参考值，Vdcp表示逆变器直流侧实际电压；

ΔVdc作为电压外环控制器的输入，电压外环控制器采用常规比例积分控制方法产生控制注入功率的指令电流分量，即：

其中，im为控制注入功率的指令电流分量、Kp为比例增益、Ti为积分时间。

7.根据权利要求6所述的多功能并网逆变器控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤四中三相电流指令生成公式为：

其中，ira、irb、irc为三相电流指令。