[发明专利]鲁棒功率下垂控制的微电网多逆变器并联电压控制方法

摘要

本发明公开了一种鲁棒功率下垂控制的微电网多逆变器并联电压控制方法。针对微电网中的每台逆变器，采用鲁棒功率下垂控制器计算并合成逆变器输出参考电压；通过引入含电阻分量和感抗分量的虚拟复阻抗，采用基于虚拟阻抗和准谐振PR控制的多环电压控制方法，使得逆变器输出阻抗在工频条件下呈纯阻性，从而实现微电网多逆变器并联运行和功率均分，并增强了微电网并联系统对数值计算误差、参数漂移、噪声干扰等的鲁棒性。本发明克服了传统下垂方法中使逆变器输出阻抗呈感性所导致的并联系统环流较大、功率分配不均等缺点，适合于低压微电网中的多逆变器并联均流控制。

主权项

1.一种鲁棒功率下垂控制的微电网多逆变器并联电压控制方法，包括微电网多逆变器并联系统，所述微电网多逆变器并联系统包括若干个并联的逆变器，所述逆变器接入微电网；所述逆变器包括直流电源、逆变电路、LC滤波电路、A/D采样电路、锁相环电路、控制器、驱动保护电路、触摸屏，所述直流电源、逆变电路、LC滤波电路依次连接，所述LC滤波电路接入微电网；所述A/D采样电路输入端与所述LC滤波电路连接；所述控制器与所述驱动保护电路输入端、A/D采样电路输出端、触摸屏、锁相环电路输出端连接；所述锁相环电路输入端与电网连接；所述驱动保护电路驱动所述逆变电路，其特征在于，该方法的步骤如下：1）在每个采样周期的起始点，控制器通过A/D采样电路对逆变器输出滤波电容电压u_o和滤波电容电流i_c、线路电流i_o分别进行采样，采样数据送给控制器进行处理；2）将逆变器输出LC滤波电路电容电压u_o移相90°后，与线路电流i_o相乘得到q，逆变器输出LC滤波电路电容电压u_o与线路电流i_o相乘得到p，工频周期内的无功功率平均值Q和有功功率平均值P的计算公式如下：P=1NΣk=1Np(k)=1NΣk=1Nuo(k)io(k)Q=1NΣk=1Nq(k)=1NΣk=1Nuo(k)io(k-N4)]]>其中，k为工频周期内采样序号，N为工频周期内的采样点数；3）利用离散傅里叶变换计算出LC滤波电路电容电压u_o在一个周期的有效值U_o，输出电压幅值参考值E^*减去U_o，得到的差值乘以系数K_e，再减去P与下垂系数n的乘积，得到的差值经过积分运算，得到参考电压的有效值E，其时域表达式为：E=(Ke(E*-Uo)-nP)KIs,]]>其中，K_I为积分系数，s为复频率；4）角频率参考值ω^*加上Q与下垂系数m之积，两者之和经积分运算，得到参考角频率ω，其时域表达式为：ω=(ω*+mQ)KIs;]]>5）由参考电压的有效值E和参考角频率ω以及锁相环电路输出同步相角合成参考电压u^*_ref，其计算公式为：其中，相角为预同步信号；6）引入虚拟电阻分量和虚拟电感分量，将参考电压u^*_ref减去线路电流i_o与虚拟阻抗的积，得到LC滤波电路电容电压参考值u_ref，其计算公式为：uref=u*ref-(RD-kLLsss+ωc)io]]>其中，ω_c为低通滤波器的截止频率，R_D为虚拟电阻值，L_s为LC滤波电路电感值，k_L为虚拟电感系数；7）将u_ref和u_o作为准谐振PR控制器的输入，得到LC滤波电路电容电流的参考值i_ref；8）引入LC滤波电路电容电压前馈环节k_Uu_o，得到参考电流9）与LC滤波电路电容电流反馈信号k_ci_c进行比例调节，得到SPWM调制波信号D；10）SPWM调制波和三角载波进行双极性调制，得出开关管的占空比信号，经驱动保护电路，控制开关管S₁～S₄的开通与关断。