故障电网并网逆变器的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的一种电网并网逆变器的控制方法，包括如下步骤：S1.获取故障电网的电压信号，将该电压信号转换成静止坐标系中的α电压分量和β电压分量，并确定正序电压分量up＝uαp+juβp和负序电压分量un＝uαn+juβn；S2.根据故障电压信号的正序电压分量和负序电压分量计算故障电网电压的正序电压分量和负序电压分量的幅值及相位；S3.根据故障电网电压的正序电压分量幅值、相位和负序电压分量幅值、相位以及设定功率计算控制电流的正序电流分量和负序电流分量；S4.根据控制电流的正序电流分量和负序电流分量形成PWM控制信号并控制并网逆变器动作输出并网电流；实现对故障电网并网逆变器的精确控制，而且大大简化计算过程，提高相应速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制方法及系统，尤其涉及一种故障电网并网逆变器的控制方法 及系统。
技术介绍
随着新能源发电技术的大量应用，并网逆变器作为其核心硬件之一，是连接电网 和新能源发电的接口，由于电网规模越来越庞大，工况也变得复杂，并网逆变器不仅要输出 有功功率，还要在电网故障时，需要对电网输出一定的无功功率补偿电网电压，因此，并网 逆变器能够在电网故障时具有有功和无功输出能力以及正常工作时调度输出有功功率的 能力。 为了实现并网逆变器的定量功率输出，需要对电网的电压的正负序分量和幅值进 行检测，为功率计算提供输入信号，功率计算是为电流控制提供参考电流，并抑制电网故障 的影响。 现有技术中，对于电网电压信号的提取通过如下方式进行：在旋转坐标系和静止 坐标系下工作完成，首先将三相电网电压和电流信号变换到旋转坐标系下，电压和电流信 号有交流量变为直流量，便于功率计算，同时采用比例积分控制器，实现直流反馈量跟踪给 定功率，再将直流量反变换到静止坐标系下，从而实现交流信号的同步信号检测和电流控 制，而在故障状态下，需要采用解耦电路来实现功率的控制，但是计算过程中旋转变换和反 变换以及解耦处理计算过程复杂，响应速度慢，控制精度低，而在静止坐标系中，现有的方 式不能输出电压和电流的正负序分量，从而不利于并网逆变器的精确化控制。 因此，需要提出一种新的并网逆变器的控制方法，能够在静止坐标系中得到正序 电压分量和负序电压分量以及正序电流分量和负序电流分量，实现对故障电网并网逆变器 的精确控制，而且大大简化计算过程，提高相应速度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种故障电网并网逆变器的控制方法，能够在静 止坐标系中控制正序电压分量和负序电压分量以及正序电流分量和负序电流分量，实现对 故障电网并网逆变器的精确控制，而且大大简化计算过程，提高相应速度。 本专利技术提供的一种电网并网逆变器的控制方法，包括如下步骤： S1.获取故障电网的电压信号，将该电压信号转换成静止坐标系中的α电压分量 和β电压分量，并确定正序电压分量up= u ap+juPp和负序电压分量1111= u an+juPn; S2.根据故障电压信号的正序电压分量和负序电压分量计算故障电网电压的正序 电压分量和负序电压分量的幅值及相位； S3.根据故障电网电压的正序电压分量幅值、负序电压分量幅值、相位以及设定功 率计算控制电流的正序电流分量和负序电流分量； S4.根据控制电流的正序电流分量和负序电流分量输出调制信号并形成PWM控制 信号并控制并网逆变器动作输出并网电流。 进一步，步骤S2中，根据如下公式计算故障电压信号的正序电压分量幅值、负序 电压分量幅值以及相位： Θ n= arctan(u Pn/uan);其中Up表示正序分量幅值，U n表示负序分量幅值，θ p表 示正序分量的相位，^表示负序分量的相位，u ap为a分量的正序分量，uPp表示β分量 的正序分量，uan表不a分量的负序分量，11{!11表不β分量的负序分量。 进一步，步骤S3中，控制电流的正序电流分量和负序电流分量按照如下公式计 算： 其中，u/是u ρ的共辄复数，U，是u η的共辄复数，Ρ和Q分别为给定有功功率和无 功功率分量。 相应地，本专利技术还提供了一种故障电网并网逆变器的控制系统，包括： 电压信号提取单元，用于获取故障电网的电压信号，并将电压信号转换为复变量 的正序电压分量和负序电压分量，并计算出正序电压分量幅值、负序电压分量幅值以及相 位； 功率计算单元，用于接收电压信号提取单元输出的正序电压分量幅值、负序电压 分量幅值以及相位，并结合给定功率计算控制电流的正序电流分量和负序电流分量； 电流控制单元，用于接收控制电流的正序电流分量和负序电流分量并输出PWM信 号控制并网逆变器的动作。 进一步，电压信号提取单元根据如下方式将故障电网的电压信号转换成正序电压 分量和负序电压分量： 将故障电网的电压转换成在静止坐标系中的a电压分量和β电压分量，并按照α电压分量的正序电压分量和负序电压分量以及β电压分量的正序电压分量和负序电压 分量计算正序电压分量和负序电压分量的幅值与相位： Θ n= arctan(u Pn/uan);其中Up表示正序分量幅值，U n表示负序分量幅值，Θ |5表 示正序分量的相位，^表示负序分量的相位，u αρ为a分量的正序分量，uPp表示β分量 的正序分量，uan表不a分量的负序分量，11{!11表不β分量的负序分量。 进一步，功率计算单元按照如下公式计算控制电流的正序电流分量和负序电流分 量： 其中，u/是u ρ的共辄复数，u，是u η的共辄复数，Ρ和Q分别为给定有功功率和无 功功率分量。 本专利技术的有益效果：本专利技术提供的故障电网并网逆变器的控制方法，无需在计算 过程中进行旋转坐标系的变换以及其反变换，也不需要在控制过程中进行解耦控制，能够 在静止坐标系中控制正序电压分量和负序电压分量以及正序电流分量和负序电流分量，实 现对故障电网并网逆变器的精确控制，而且大大简化计算过程，提高相应速度。【附图说明】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述： 图1为本专利技术的原理图。 图2为本专利技术的正序广义积分器的原理图。 图3为本专利技术的负序广义积分器的原理图。 图4为本专利技术的电压信号提取单元的原理图。 图5为本专利技术的频率自适应单元的原理图。 图6为本专利技术的电流控制单元原理图。【具体实施方式】 图1为本专利技术的原理图，图2为本专利技术的正序广义积分器的原理图，图3为本专利技术 的负序广义积分器的原理图，图4为本专利技术的电压信号提取单元的原理图，图5为本专利技术的 频率自适应单元的原理图，图6为本专利技术的电流控制单元原理图，如图所示，本专利技术提供的 一种电网并网逆变器的控制方法，包括如下步骤： S1.获取故障电网的电压信号，将该电压信号转换成静止坐标系中的a电压分量 和β电压分量，并确定正序电压分量Up=Uap+juPp和负序电压分量11 11=11。11+加{!11;其中， 由于电网电压为三相制，因此，在计算过程中，将电压信号由三相电压的三个量表示转换为 由a电压分量和β电压分量两个量进行表不，而且a电压分量和β电压分量可以表不 成复变量，从而简化计算过程，通过同步信号提取单元能够在在静止坐标系中能够输出正 序电压分量和负序电压分量，从而避免了在计算过程中旋转坐标系的转换以及解耦计算， 大大简化计算过程，提高控制精度； S2.根据故障电压信号的正序电压分量和负序电压分量计算故障电网电压的正序 电压分量和负序电压分量的幅值及相位； S3.根据故障电网电压的正序电压分量幅值、负序电压分量幅值、相位以及设定功 率计算控制电流的正序电流分量和负序电流分量； S4.根据控制电流的正序电流分量和负序电流分量输出调制信号，并形成PWM控 制信号并控制并网逆变器动作输出并网电流，其中，根据调制信号输出PWM控制信号采用 现有技术即可，在此不加以赘述；通过本方法的作用，无需在计算过程中进行旋转坐标系的 变换以及其反变换，也不需要在控制过程中进行解耦控制，能够在静止坐标系中控制正序 电压分量和负序电压分量以及正序电流分量和负序电流分量，实现对故障电网情当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种故障电网并网逆变器的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.获取故障电网的电压信号，将该电压信号转换成静止坐标系中的α电压分量和β电压分量，并确定正序电压分量up＝uαp+juβp和负序电压分量un＝uαn+juβn；S2.根据故障电压信号的正序电压分量和负序电压分量计算故障电网电压的正序电压分量和负序电压分量的幅值及相位；S3.根据故障电网电压的正序电压分量幅值、负序电压分量幅值、相位以及设定功率计算控制电流的正序电流分量和负序电流分量；S4.根据控制电流的正序电流分量和负序电流分量输出调制信号并形成PWM控制信号并控制并网逆变器动作输出并网电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜雄，王国宁，顾师达，杨友耕，邹小明，夏俊，吴越，时颖，孙鹏菊，周雒维，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85