[发明专利]一种兼具快速无功支撑的多变流器并联环流抑制方法

摘要

本发明公开了一种兼具快速无功支撑的多变流器并联环流抑制方法。针对单台变流器，采用下垂控制计算并合成变流器输出参考电压；通过将阻容性虚拟复阻抗引入到变流器的输出电流反馈中，使变流器的等效输出阻抗成阻容性，其中，容性分量实现变流器的快速无功支撑，阻性分量抑制变流器输出阻抗和电网阻抗间的谐振，减少基波环流和谐波环流；通过电压电流控制环，进一步增强系统稳定性和控制精度，实现功率精确分配。本发明解决了现有方法功率均分精度不高、环流较大且电压波动较大的问题，可应用到工业特种电源、新能源发电并联控制系统中。

主权项

1.一种兼具快速无功支撑的多变流器并联环流抑制方法，包括多变流器并联系统，所述多变流器并联系统包括若干个并联的变流器，所述变流器包括直流储能电容、逆变电路、LC滤波电路、采样调理电路、锁相环电路、控制器、驱动保护电路，所述直流储能电容、逆变电路、LC滤波电路依次连接，所述LC滤波电路通过线路阻抗接入交流母线；所述采样调理电路输入端与所述LC滤波电路连接；所述控制器与所述驱动保护电路输入端、采样调理电路输出端、锁相环电路输出端连接；所述锁相环电路输入端与所述交流母线连接；所述逆变电路包括两个并联的桥臂，所述桥臂由两个全控型功率器件串联组成，所述驱动保护电路驱动所述逆变电路中的全控型功率器件，其特征在于，该方法为：1）在每个采样周期的起始点，采样调理电路对LC滤波电路电容电压u_o、滤波电容电流i_c、线路电流i_o分别进行采样，然后将采样数据送给控制器进行处理；2）将LC滤波电路电容电压u_o移相90°后，与线路电流i_o相乘得到虚拟瞬时无功功率q，虚拟瞬时无功功率q经数字带通滤波得到无功功率平均值Q；LC滤波电路电容电压u_o与线路电流i_o相乘得到瞬时有功功率p，瞬时有功功率p经数字低通滤波得到有功功率平均值P；3）将变流器输出电压幅值参考值E^*、角频率参考值ω^*，以及上述有功功率平均值P、无功功率平均值Q进行下垂控制运算，得到变流器输出电压有效值E和角频率ω；4）由变流器输出电压的有效值E、角频率ω，以及锁相环电路输出的同步相角合成参考电压u^*_r，u^*_r的计算公式为：5）引入虚拟电阻分量和虚拟容抗分量，将参考电压u^*_r减去线路电流i_o与虚拟阻容性阻抗的乘积，得到LC滤波电路电容电压参考值u_r；6）将u_r和u_o作为PID控制器的输入，得到LC滤波电路电容电流的参考值i_r；7）引入LC滤波电路电容电压前馈环节k_Uu_o，得到参考电流i_c^*＝i_r+k_uu_o，其中，k_u为电压反馈系数；8）将与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，其中：，k_c为电容电流反馈系数，k_pc为电容电流环比例增益；9）将SPWM调制波信号D和三角载波进行双极性调制，得到全控型功率器件的占空比信号，经驱动保护电路，控制全控型功率器件的开通与关断。