[发明专利]具有频率自适应特性的逆变器无交流电压传感器控制方法

摘要

一种具有频率自适应特性的逆变器无交流电压传感器控制方法。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构建可变频率的正交滤波器，然后使用该正交滤波器构建具有频率自适应特性的三相并网逆变器的电压观测器，在两相静止坐标系下，以测量得到的电网侧电流信号与逆变器控制器输出桥端电压参考信号作为电压观测器的输入，对电网电压进行观测；并结合三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制，实现逆变器在无交流电压传感器条件下的运行控制。该方法能够在保持逆变器控制稳定性的情况下，避免常规无交流电压传感器控制中可能出现的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题，并且在电网电压频率变化时具有良好的适应性。

主权项

一种具有频率自适应特性的逆变器无交流电压传感器控制方法，其特征在于，所述控制方法首先基于二阶广义积分器(SOGI)构建可变频率的正交滤波器，然后基于该正交滤波器构建具有频率自适应特性的电网电压观测器，将所述的电压观测器应用于三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制器中，实现逆变器的无交流电压传感器控制；所述的可变频率的正交滤波器包括输入输出信号、滤波器增益系数、二阶广义积分器和输出反馈；交流输入信号v进入可变频率的正交滤波器后，与反馈的输出信号的偏差，经过滤波器增益系数k，然后进入二阶广义积分器，频率输入信号也进入二阶广义积分器，二阶广义积分器输出和频率输入信号为待观测交流信号的角频率，为可变量，通过对电网电压频率信息的观测获得；基于所述的可变频率的正交滤波器构建具有频率自适应特性的电压观测器对交流电网电压进行观测；电压观测器的输入为i_αβ和v_αβ，其中i_αβ为测量得到的逆变器交流侧电流在两相静止坐标系的分量，v_αβ为逆变器控制器输出的桥端控制电压在两相静止坐标系的分量；为电压观测器输出的电网电压在两相静止坐标系的分量；电压观测器的输入i_αβ和v_αβ分别通过所述的可变频率的正交滤波器，得到输出的和和然后基于三相并网逆变器的数学模型$\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}\\ u_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=L\frac{d}{\mathrm{dt}}\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]+R\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{\α}}\\ v_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]$推导得到电网电压在两相静止坐标系的分量基于所述的可变频率正交滤波器，引入锁相环(PLL)控制，将电压观测器输出的电网电压在两相静止坐标系的分量输入锁相环控制器，通过锁相环控制获取电网电压的频率信息，将此电网电压的频率信息作为该可变频率正交滤波器的输入，从而跟踪电网电压频率的变化，使基于可变频率正交滤波器构建的电压观测器具有频率自适应特性。