并网逆变器控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及构网型逆变器控制技术领域，公开一种并网逆变器控制方法及系统。该方法包括：构建并网逆变器控制系统的固定结构μ综合控制器；使用第一控制器获取预设电流和并网逆变器的逆变输出电流，确定误差电流，根据误差电流输出第一控制信号；使用第二控制器获取并网逆变器的逆变输出电流，根据并网逆变器的逆变输出电流输出第二控制信号；使用第三控制器获取第一控制信号和第二控制信号，根据第一控制信号和第二控制信号输出第三控制信号至受控电路。本发明专利技术通过获取并网逆变器的逆变输出电流作为控制系统的反馈信号，在弱电网下电网阻抗大范围变化时，提高了LCL并网逆变器的稳定性，减少了电容电流的采样反馈环节，降低并网逆变器成本。网逆变器成本。网逆变器成本。

【技术实现步骤摘要】
并网逆变器控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及构网型逆变器控制
，尤其是一种并网逆变器控制方法及系统。

技术介绍

[0002]构网型逆变器是风能和太阳能等分布式发电系统并网的关键环节，然而，现有技术的构网型逆变器至少存在以下缺陷：
[0003]1、随着弱电网下逆变器穿透率的增加，大范围电网阻抗摄动会导致逆变环节滤波器谐振频率出现大范围变化，降低并网逆变器控制性能，甚至会导致整个分布式发电系统出现震荡。
[0004]2、电网阻抗摄动会导致公共耦合点电压出现波动，进而影响锁相环输出和并网电流质量，传统的逆变器控制方式(例如电容电流反馈型有源阻尼控制方式)在大范围电网阻抗摄动下难以维持对并网逆变器的控制精度以及稳定性。
[0005]3、传统的控制方式为了抑制滤波器的谐振，需要引入额外的电容电流传感器，增加材料成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种并网逆变器控制方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0007]第一方面，提供一种并网逆变器控制方法，包括以下步骤：
[0008]构建并网逆变器控制系统的固定结构μ综合控制器；
[0009]其中，所述并网逆变器控制系统包括固定结构μ综合控制器、受控电路和并网逆变器，所述固定结构μ综合控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述受控电路与并网逆变器连接；
[0010]使用第一控制器获取预设电流和并网逆变器的逆变输出电流，确定误差电流，根据误差电流输出第一控制信号；
[0011]使用第二控制器获取并网逆变器的逆变输出电流，根据并网逆变器的逆变输出电流输出第二控制信号；
[0012]使用第三控制器获取第一控制信号和第二控制信号，根据第一控制信号和第二控制信号输出第三控制信号至受控电路；
[0013]所述第一控制器为电流外环控制器，所述第二控制器和第三控制器满足以下关系：
[0014]u3＝K3(s)(u1‑
K2(s)i
L
)；
[0015]其中，u3表示第三控制信号，K3(s)表示第三控制器，u1表示第一控制信号，K2(s)表示第二控制器，i
L
表示并网逆变器的逆变输出电流。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述构建并网逆变器控制系统的固定结构μ综合控制
器，具体包括以下步骤：
[0017]设定第一控制器、第二控制器和第三控制器的结构；
[0018]根据各个输入输出信号的传递特性设计对应的加权传递函数；
[0019]根据加权传递函数求解第一控制器、第二控制器和第三控制器。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，所述根据各个输入输出信号的传递特性设计对应的加权传递函数，具体包括以下步骤：
[0021]设计从预设电流到逆变输出电流的传递函数G
L
、从预设电流到误差电流的传递函数G
S
以及从预设电流到第三控制信号的传递函数G
KS
；
[0022]设计加权传递函数W
e
(s)、W
y
(s)和W
u
(s)，分别对应传递函数G
L
、G
S
和G
KS
的性能要求；
[0023]所述传递函数G
L
的形式为：
[0024][0025]所述传递函数G
S
的形式为：
[0026][0027]所述传递函数G
S
的形式为：
[0028]G
KS
＝K3(s)(K1(s)G
S
‑
K2(s)G
L
)；
[0029]所述第一控制器、第二控制器和第三控制器的优化目标为：
[0030][0031]其中，G
inv
表示受控电路，G
LCL
表示并网逆变器，K1(s)表示第一控制器，K2(s)表示第二控制器，K3(s)表示第三控制器。
[0032]根据本专利技术的一个实施例，所述根据加权传递函数求解第一控制器、第二控制器和第三控制器，具体包括以下步骤：
[0033]使用加权传递函数求解第一控制器、第二控制器和第三控制器的矩阵结构奇异值的最小无穷范数，以使第一控制器、第二控制器和第三控制器符合工况要求。
[0034]根据本专利技术的一个实施例，所述第一控制器选用准PR控制器结构，所述第二控制器和第三控制器选用三阶正则稳定的控制器结构。
[0035]第二方面，提供一种并网逆变器控制系统，包括固定结构μ综合控制器、受控电路以及并网逆变器；
[0036]所述固定结构μ综合控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述受控电路与并网逆变器连接；
[0037]所述第一控制器用于获取预设电流和并网逆变器的逆变输出电流，确定误差电流，根据误差电流输出第一控制信号；
[0038]所述第二控制器用于获取并网逆变器的逆变输出电流，根据并网逆变器的逆变输出电流输出第二控制信号；
[0039]所述第三控制器用于获取第一控制信号和第二控制信号，根据第一控制信号和第二控制信号输出第三控制信号至受控电路；
[0040]所述第一控制器为电流外环控制器，所述第三控制信号满足以下关系：
[0041]u3＝K3(s)(u1‑
K2(s)i
L
)；
[0042]其中，u3表示第三控制信号，K3(s)表示第三控制器，u1表示第一控制信号，K2(s)表示第二控制器，i
L
表示并网逆变器的逆变输出电流。
[0043]根据本专利技术的一个实施例，所述固定结构μ综合控制器通过以下步骤进行构建：
[0044]设定第一控制器、第二控制器和第三控制器的结构；
[0045]根据各个输入输出信号的传递特性设计对应的加权传递函数；
[0046]根据加权传递函数求解第一控制器、第二控制器和第三控制器。
[0047]根据本专利技术的一个实施例，所述根据各个输入输出信号的传递特性设计对应的加权传递函数，具体包括以下步骤：
[0048]设计从预设电流到逆变输出电流的传递函数G
L
、从预设电流到误差电流的传递函数G
S
以及从预设电流到第三控制信号的传递函数G
KS
；
[0049]设计加权传递函数W
e
(s)、W
y
(s)和W
u
(s)，分别对应传递函数G
L
、G
S
和G
KS
的性能要求；
[0050]所述传递函数G
L
的形式为：
[0051][0052]所述传递函数G
S
的形式为：
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并网逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：构建并网逆变器控制系统的固定结构μ综合控制器；其中，所述并网逆变器控制系统包括固定结构μ综合控制器、受控电路和并网逆变器，所述固定结构μ综合控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述受控电路与并网逆变器连接；使用第一控制器获取预设电流和并网逆变器的逆变输出电流，确定误差电流，根据误差电流输出第一控制信号；使用第二控制器获取并网逆变器的逆变输出电流，根据并网逆变器的逆变输出电流输出第二控制信号；使用第三控制器获取第一控制信号和第二控制信号，根据第一控制信号和第二控制信号输出第三控制信号至受控电路；所述第一控制器为电流外环控制器，所述第二控制器和第三控制器满足以下关系：u3＝K3(s)(u1‑
K2(s)i
L
)；其中，u3表示第三控制信号，K3(s)表示第三控制器，u1表示第一控制信号，K2(s)表示第二控制器，i
L
表示并网逆变器的逆变输出电流。2.根据权利要求1所述的并网逆变器控制方法，其特征在于，所述构建并网逆变器控制系统的固定结构μ综合控制器，具体包括以下步骤：设定第一控制器、第二控制器和第三控制器的结构；根据各个输入输出信号的传递特性设计对应的加权传递函数；根据加权传递函数求解第一控制器、第二控制器和第三控制器。3.根据权利要求2所述的并网逆变器控制方法，其特征在于，所述根据各个输入输出信号的传递特性设计对应的加权传递函数，具体包括以下步骤：设计从预设电流到逆变输出电流的传递函数G
L
、从预设电流到误差电流的传递函数G
S
以及从预设电流到第三控制信号的传递函数G
KS
；设计加权传递函数W
e
(s)、W
y
(s)和W
u
(s)，分别对应传递函数G
L
、G
S
和G
KS
的性能要求；所述传递函数G
L
的形式为：所述传递函数G
S
的形式为：所述传递函数G
S
的形式为：G
KS
＝K3(s)(K1(s)G
S
‑
K2(s)G
L
)；所述第一控制器、第二控制器和第三控制器的优化目标为：
其中，G
inv
表示受控电路，G
LCL
表示并网逆变器，K1(s)表示第一控制器，K2(s)表示第二控制器，K3(s)表示第三控制器。4.根据权利要求2所述的并网逆变器控制方法，其特征在于，所述根据加权传递函数求解第一控制器、第二控制器和第三控制器，具体包括以下步骤：使用加权传递函数求解第一控制器、第二控制器和第三控制器的矩阵结构奇异值的最小无穷范数，以使第一控制器、第二控制器和第三控制器符合工况要求。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的并网逆变器控制方法，其特征在于，所述第一控制器选用准P...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文彦，
申请(专利权)人：广东穗新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：