[发明专利]孤立微网单相多逆变器并联系统及其分布式控制方法

摘要

一种孤立微网单相逆变器并联系统及其分布式控制方法，所述的系统包括n台并联单相全桥逆变器、单相负载和交流母线，其中n为大于等于2的正整数，每一台并联逆变器包括主电路和控制电路，本发明可以有效实现无或极少通信线下的多并联逆变器间协同控制并具有良好的电流均分特性，系统动态响应迅速，可作为孤立微电网中的组网元件，为系统提供电压、频率支撑。当从网元件发生功率波动或负荷突变时，可实现快速、准确的功率分配，保证了孤立微网的供电可靠性。

主权项

1.一种孤立微网单相多逆变器并联系统的分布控制方法，该系统包括n台并联的单相逆变器、单相负载(9)和交流母线(10)，其中n为大于等于2的正整数，每一台并联单相逆变器包括主电路(1)和控制电路(2)，所述的主电路(1)包括分布式直流电源(4)、单相全桥逆变电路(5)、滤波电路等效电阻(6)、滤波电感(7)、滤波电容(8)，所述的分布式直流电源(4)为直流电压源；所述的单相全桥逆变电路(5)的输入端与所述的分布式直流电源(4)相连；所述的分布式直流电源(4)输出的直流电经单相全桥逆变电路(5)后得到单相交流电，经所述的滤波电路的等效电阻(6)、滤波电感(7)和滤波电容(8)后连接并传输至所述的交流母线(10)的火线和零线端；所述的控制电路(2)包括观测器(11)、分布式控制器(12)、第一比例放大器(13)、第二比例放大器(14)、第三比例放大器(15)、第四比例放大器(16)、第五比例放大器(17)和正弦脉宽调制模块(18)，所述的第一比例放大器(13)、第二比例放大器(14)、第三比例放大器(15)、第四比例放大器(16)和第五比例放大器(17)的比例放大系数分别为：q、1/C、LkCk、Rk和1/Vdck，其特征在于，该控制方法是每一台并联的单相逆变器进行自我控制，第k台单相逆变器都按如下步骤进行控制，其中k为1、2、3、…、或n；1)第k台单相逆变器的控制电路(2)经第一输入端采集交流母线(10)电压vo，与给定的参考电压值vref做差，得到跟踪误差信号ev＝vo‑vref；2)按下列公式计算滤波跟踪误差信号并输入所述的分布式控制器(12)的第一输入端：其中，qe_v是所述的跟踪误差信号e_v经比例放大系数为q的第一比例放大器(13)放大后的值，dv_ref为参考电压的微分值，所述的交流母线电压v_o经观测器(11)得到的精确的微分估计值k_o为观测器的增益；3)所述的控制电路(2)经第二输入端采集第k台逆变器的电感电流i_k，经比例放大系数为1/C的第二比例放大器(14)的放大后为i_k/C，输入所述的分布式控制器(12)的第二输入端；所述的C由算式计算，所述C_k为第k台单相逆变器的滤波电容的估计值；4)所述的分布式控制器(12)按下列公式计算并输出第三控制变量uk：其中，n为并联逆变器的总数，α、k_s、ρ均为用户自定义大于零的参数，为所述的参考电压一阶导数；为参考电压二阶导数，表示为：第三控制变量uk经比例放大系数为LkCk的第三比例放大器(15)放大后得第四控制变量LkCkuk，LkCk为第k台单相逆变器的滤波电感Lk和滤波电容Ck的估计值的积；所述的电感电流ik经比例放大系数为Rk的第四比例放大器(16)的放大值为Rkik，Rk为第k台单相逆变器的滤波等效电阻的估计值；按下列公式计算调制波信号vck：vck＝LkCkuk+Rkik+v0；5)所述的调制波信号vck经依次的比例放大系数为1/Vdck的第五比例放大器(17)和正弦脉宽调制模块(18)得到的4路控制脉冲波S1、S2、S3、S4，输入第k台单相并联逆变器的单相全桥逆变电路(5)进行控制。