一种基于并联逆变器的电能质量协调系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于并联逆变器的电能质量协调系统及其控制方法，方法包括：根据负载中的不平衡电流、非线性以及无功电流，将不平衡电流与非线性以及无功电流相分离，一台逆变器实现对不平衡电流的补偿，另一台逆变器实现对非线性以及无功电流的补偿；在两台逆变器补偿电流的过程中，采用逐级补偿的方式，即先对负载电流中的不平衡电流进行补偿，接着再对负载中的非线性以及无功电流进行补偿或者先对负载电流中的非线性以及无功电流进行补偿，然后再对负载中的不平衡电流进行补偿，本发明专利技术采用多台逆变器实现对负载电流进行治理，可以解决单台逆变器剩余容量有限的问题。

A power quality coordination system based on parallel inverter and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种基于并联逆变器的电能质量协调系统及其控制方法
本专利技术涉及新能源发电及微电网
，具体涉及一种基于并联逆变器的电能质量协调系统及其控制方法。
技术介绍
由于化石能源逐渐匮乏，因此开发、利用可再生能源成为缓解能源危机的关键。因此人们提出了微电网的概念。微电网由分布式电源、储能系统、负荷、与大电网连接的电子变换器和控制系统组成。微电网易于控制，能够根据负荷的改变灵活调节发电量，可靠性高，可以并网运行，也可以独立运行。不平衡以及非线性负载接入电网会产生不平衡非线性电流，对电力系统的稳定以及安全运行有着很大的危害。目前，采用的治理设备大部分以逆变器为核心，可以有效的实现对负载中的不平衡、非线性以及无功电流进行补偿，确保电力系统安全、稳定运行。如今微电网大量存在，微电网用作发电后，仍然剩余一定的容量，可以用来实现对电网电能质量的治理，但是单台逆变器的剩余容量是有限的，当不平衡、非线性以及无功电流较大时，是不能实现很好补偿的，如何利用多台逆变器实现对电能质量协调控制，是我们研究方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于并联逆变器的电能质量协调系统及其控制方法，在变流的同时也能实现对电能质量的治理。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供了一种基于并联逆变器的电能质量协调系统，包括逆变器1、逆变器2、控制器1、控制器2、LCL滤波器1、LCL滤波器2、PCC公共连接端和负载，所述逆变器1一端连接直流电输入端，另一端通过所述LCL滤波器1连接所述负载，所述负载连接所述PCC公共连接端，所述LCL滤波器1通过所述控制器1连接所述逆变器1，所述逆变器2一端连接直流电输入端，另一端通过所述LCL滤波器2接于所述负载与所述PCC公共连接端之间，所述LCL滤波器2通过所述控制器2连接所述逆变器2。进一步地，所述逆变器1与控制器1之间和逆变器2与控制器2之间分别设有SVPWM脉宽调制模块。进一步地，一种基于并联逆变器的电能质量协调系统的控制方法，包括：将所述负载中的不平衡电流与非线性以及无功电流相分离，不平衡电流通过所述其中一台逆变器进行补偿，非线性以及无功电流通过另一台逆变器进行补偿；以所述控制器1为主控制器，所述控制器2为辅助控制器；将逆变器给定的基波电流按比例分配到两台逆变器；两台逆变器采用逐级补偿的方式，即先对负载中的不平衡电流进行补偿，接着再对负载中的非线性以及无功电流进行补偿，或者先对负载中的非线性以及无功电流进行补偿，然后再对负载中的不平衡电流进行补偿。进一步地，以所述控制器1为主控制器，所述控制器2为辅助控制器的控制过程为：给出控制指令时，由所述控制器1决定所述逆变器1对不平衡电流与非线性以及无功电流的补偿顺序，以及给定所述逆变器1的基波电流，再由所述控制器1通过所述控制器2决定所述逆变器2对不平衡电流与非线性以及无功电流的补偿顺序，以及给定所述逆变器2的基波电流；不给定控制指令时，所述控制器1依据检测到的不平衡和非线性以及无功电流的大小，决定所述逆变器1对不平衡电流与非线性以及无功电流的补偿顺序，以及给定所述逆变器1的基波电流，再由所述控制器1通过所述控制器2决定所述逆变器2对不平衡电流与非线性以及无功电流的补偿顺序，以及给定所述逆变器2的基波电流。进一步地，将逆变器给定的基波电流按比例分配到两台逆变器的分配过程为：若不平衡电流较大，减小该逆变器的给定基波电流值，增大另一台逆变器的给定基波电流值；若非线性以及无功电流较大，减小该逆变器的给定基波电流值，增大其另一台逆变器的给定基波电流值。进一步地，先对不平衡电流进行补偿的过程为：负载电流分离出不平衡电流作为所述逆变器1的参考电流，经过所述逆变器1补偿后的电流只含非线性以及无功电流，再将非线性以及无功电流分离出来作为所述逆变器2的参考电流，经过所述逆变器2补偿后并入电网。进一步地，先对非线性以及无功电流进行补偿的过程为：负载电流分离出非线性以及无功电流作为所述逆变器1的参考电流，经过所述逆变器1补偿后的电流只含不平衡电流，再不平衡电流分离出来作为所述逆变器2的参考电流，经过所述逆变器2补偿后并入电网。进一步地，所述负载电流为：式中，iLha、iLhb、iLhc分别为所述负载的三相电流，分别为所述负载三相基波正序有功电流，分别为所述负载三相非线性以及无功电流，Δinpa、Δinpb、Δinpc分别为所述负载中的三相不平衡电流。进一步地，先对不平衡电流进行补偿时，逆变器1的输出电流为：式中，is1a、is1b、is1c分别为逆变器1的输出三相电流，Ip1a、Ip1b、Ip1c分别为逆变器1给定的三相基波电流值。经过逆变器1补偿后的电流为：式中，iLa、iLb、iLc分别为逆变器1补偿后的三相电流。进一步地，所述逆变器2对负载的非线性以及无功电流进行补偿，则逆变器2的输出电流为：式中，is2a、is2b、is2c分别为逆变器2的三相输出电流，Ip2a、Ip2b、Ip2c分别为逆变器2给定的三相基波电流值。经过逆变器2补偿后的并网电流为：式中，iga、igb、igc分别为三相并网电流。根据上述技术方案，本专利技术的实施例至少具有以下效果：1、本专利技术采用两台逆变器作为电能质量治理的设备，在变流的同时也能实现对电能质量的治理，治理时，一台逆变器实现对负载不平衡电流进行治理，另一台实现对负载非线性以及无功电流的治理；2、本专利技术中采用逐级治理的方式，首先逆变器1完成负载不平衡电流的治理，经过逆变器1治理后的负载电流只含非线性以及无功电流，然后由逆变器2完成非线性以及无功电流的治理(或者逆变器1先完成非线性以及无功电流的治理，再由逆变器2完成不平衡电流的治理)，这样可以更好的分离出不平衡电流、非线性以及无功电流，消除电流分离过程中不平衡电流、非线性以及无功电流之间的相互影响；同时，依据每台逆变器的不同治理对象，每台逆变器可以采用不同的控制策略，对负载的不平衡电流、非线性以及无功电流分开治理，从而达到更好的治理效果。附图说明图1为本专利技术具体实施方式控制系统的框图；图2为本专利技术具体实施方式控制系统电流控制结构图；图3为本专利技术具体实施方式先治理不平衡的电流的参考电流生成算法图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如图1所示，本专利技术的一种基于并联逆变器的电能质量协调系统包括逆变器1、逆变器2、控制器1、控制器2、LCL滤波器1、LCL滤波器2、PCC公共连接端和负载，所述逆变器1一端连接直流电输入端，另一端通过所述LCL滤波器1连接所述负载，所述负载连接所述PCC公共连接端，所述LCL滤波器1通过所述控制器1连接所述逆变器1，所述逆变器2一端连接直流电输入端，另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于并联逆变器的电能质量协调系统，其特征在于，包括逆变器1、逆变器2、控制器1、控制器2、LCL滤波器1、LCL滤波器2、PCC公共连接端和负载，所述逆变器1一端连接直流电输入端，另一端通过所述LCL滤波器1连接所述负载，所述负载连接所述PCC公共连接端，所述LCL滤波器1通过所述控制器1连接所述逆变器1，所述逆变器2一端连接直流电输入端，另一端通过所述LCL滤波器2接于所述负载与所述PCC公共连接端之间，所述LCL滤波器2通过所述控制器2连接所述逆变器2。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于并联逆变器的电能质量协调系统，其特征在于，包括逆变器1、逆变器2、控制器1、控制器2、LCL滤波器1、LCL滤波器2、PCC公共连接端和负载，所述逆变器1一端连接直流电输入端，另一端通过所述LCL滤波器1连接所述负载，所述负载连接所述PCC公共连接端，所述LCL滤波器1通过所述控制器1连接所述逆变器1，所述逆变器2一端连接直流电输入端，另一端通过所述LCL滤波器2接于所述负载与所述PCC公共连接端之间，所述LCL滤波器2通过所述控制器2连接所述逆变器2。


2.根据权利要求1所述的一种基于并联逆变器的电能质量协调系统，其特征在于，所述逆变器1与控制器1之间和逆变器2与控制器2之间分别设有SVPWM脉宽调制模块。


3.根据权利要求1-2任一所述的一种基于并联逆变器的电能质量协调系统的控制方法，其特征在于，包括：
将所述负载中的不平衡电流与非线性以及无功电流相分离，不平衡电流通过所述其中一台逆变器进行补偿，非线性以及无功电流通过另一台逆变器进行补偿；
以所述控制器1为主控制器，所述控制器2为辅助控制器；
将逆变器给定的基波电流按比例分配到两台逆变器；
两台逆变器采用逐级补偿的方式，即先对负载中的不平衡电流进行补偿，接着再对负载中的非线性以及无功电流进行补偿，或者先对负载中的非线性以及无功电流进行补偿，然后再对负载中的不平衡电流进行补偿。


4.根据权利要求3所述的一种基于并联逆变器的电能质量协调系统的控制方法，其特征在于，以所述控制器1为主控制器，所述控制器2为辅助控制器的控制过程为：给出控制指令时，由所述控制器1决定所述逆变器1对不平衡电流与非线性以及无功电流的补偿顺序，以及给定所述逆变器1的基波电流，再由所述控制器1通过所述控制器2决定所述逆变器2对不平衡电流与非线性以及无功电流的补偿顺序，以及给定所述逆变器2的基波电流；
不给定控制指令时，所述控制器1依据检测到的不平衡和非线性以及无功电流的大小，决定所述逆变器1对不平衡电流与非线性以及无功电流的补偿顺序，以及给定所述逆变器1的基波电流，再由所述控制器1通过所述控制器2决定所述逆变器2对不平衡电流与非线性以及无功电流的补偿顺序，以及给定所述逆变器2的基波电流。


5.根据权利要求3所述的一种基于并联逆变器的电能质量协调系统的控制方法，其特征在于，将逆变器给定的基波电流按比例分配到两台逆变器的分配过程为：若不平衡电流较大，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，张成，朱爱华，徐友，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32