【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源，具体为一种三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法及系统。
技术介绍
1、近年来，受环境和传统能源的制约，追求绿色低碳发展已成为国际社会的普遍共识。在这种形势下，寻求利用太阳能、风能等可再生能源作为电力供应是一种有效的解决方案。然而，随着可再生能源接入电网的程度不断提高、电网故障和不平衡负载接入等原因，导致电网电压出现不平衡现象。由于电网电压不平衡现象将会引起直流母线电压纹波显著增加、电流总谐波失真恶化和输出功率产生波动，从而破坏电力设备，甚至威胁电力系统的安全。此时，传统的逆变器并网控制策略将不再适用此种工况。因此，对不平衡电网下三相并网逆变器控制技术进行深入研究具有重要意义。
2、针对不平衡电网下的三相并网逆变器控制技术研究，有文献为了增强不平衡电网下系统的鲁棒性，针对直流偏置和电网失真工况提出了自调节滤波器和多变量滤波器，但该种方法需要复杂的正负序分量提取和较多的控制参数调整。有文献提出了一种用于不平衡电网下逆变器的双同步参考系控制，其中电网电流的正序分量和负序分量分别由其相应的同步参考系控制，但是该控制过程较为复杂，整个控制系统需要四个比例积分控制器。有文献提出了基于pir的三阶谐波参考功率补偿方法和具有不同功率补偿目标的模型预测直接功率控制方法，均可以消除电流谐波或功率纹波。然而，上述控制方法计算过程复杂，且对参数变化较为敏感。因此，在电网不平衡下，保持三相逆变器并网系统稳定运行的问题还需要进一步研究。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：上述控制方法计算过程复杂，且对参数变化较为敏感。因此，在电网不平衡下，保持三相逆变器并网系统稳定运行的问题还需要进一步研究。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，包括：采集电网数据，计算电网不平衡下电压和电流分量。
4、计算电网不平衡下功率，对虚拟相电流调制定量分析。
5、对两相电压故障工况进行抑制，添加补偿系数。
6、设计控制器，绘制开环传递函数表达式的伯德图，判断系统稳定性。
7、作为本专利技术所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法的一种优选方案，其中：所述采集电网数据，计算电网不平衡下电压和电流分量包括，电网不平衡下的d轴电压分量表示为：
8、
9、其中，ud表示正常工况下d轴电压，ua表示正常工况下a相电压，ub表示正常工况下b相电压，uc表示正常工况下c相电压，表示d轴的park变换矩阵，公式化简为：
10、
11、d轴补偿电流分量表示为：
12、
13、其中，id表示正常工况下d轴电流，ia,gain表示id与la的比值，ib,gain表示id与la的比值，ic,gain表示id与la的比值。
14、对d轴补偿电流分量进行化简，表示为：
15、
16、其中，λa表示电流反馈环路中的虚拟相电流增益。
17、作为本专利技术所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法的一种优选方案，其中：所述计算电网不平衡下功率包括，根据电网不平衡下电压分量和补偿电流分量，得到输出功率表示为：
18、
19、其中，po,vpcr表示采用虚拟相电流调制方法得到的功率纹波分量。
20、作为本专利技术所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法的一种优选方案，其中：所述对虚拟相电流调制定量分析包括，振荡分量po,vpcr会降低抑制方法的性能，需要对虚拟相电流调制方法进行定量分析。
21、定义未采用抑制方法时的输出功率纹波δpo,ripple和平均输出功率pavg的比值λe，表示为：
22、
23、定义采用所提抑制方法时的输出功率纹波δpo,vpcr和平均输出功率po的比值λvpcr，表示为：
24、
25、结合λe和λvpcr，得到采用虚拟相电流调制方法对功率纹波的改善比λimp，表示为：
26、
27、通过改变λa的值大小，得出轻微电压故障和严重电压故障下采用虚拟相电流调制方法对功率纹波的改善情况。
28、作为本专利技术所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法的一种优选方案，其中：所述对两相电压故障工况进行抑制，添加补偿系数包括，在两相电压故障工况下，电压的波动对系统的稳定性和输出功率的平衡产生影响，需要对两相电压进行补偿，增加额外的补偿系数来抑制功率纹波。a相和b相的电压发生故障，分别添加补偿系数λa和λb。
29、根据虚拟相电流调制方法，将故障电压表达式修正为：
30、ud,fault＝ud+λa·ua+λb·ub
31、d轴补偿电流分量的表达式修正为：
32、id,fault＝id+λa·ia,gain+λb·ib,gain
33、补偿系数基于系统的具体参数和故障情况设定，设故障引起的a相电压波动为δua，b相电压波动为δub。根据park变换，d轴电压的波动表示为：
34、δud＝kaδua+kbδub
35、其中，ka表示转换系数，取决于系统拓扑结构。kb表示转换系数，取决于系统变换矩阵。
36、确定补偿系数，表示为：
37、kaλa+kbλb＝-1
38、求解得到补偿系数。
39、作为本专利技术所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法的一种优选方案，其中：所述设计控制器包括，采用比例积分控制器对电流环控制器进行设计，控制器的传递函数表示为：
40、
41、其中，kp表示比例系数，ki表示积分系数。
42、作为本专利技术所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法的一种优选方案，其中：所述绘制开环传递函数表达式的伯德图，判断系统稳定性包括，根据控制器传递函数得到开环传递函数，表示为：
43、
44、其中，l表示系统电感，r表示电阻，s表示拉普拉斯变换中的复数变量。
45、使用开环传递函数绘制系统的伯德图，伯德图包括幅值图和相位图。
46、根据幅值裕量和相角裕量的大小判断系统是否处于稳定状态。当幅值裕量大于等于6db时，表示系统在频域内有足够的增益裕量来抵抗外界干扰。当相角裕量应在30°到60°之间时，表示系统具有良好的动态响应特性。否则调整kp和ki，使系统满足稳定性要求。
47、一种三相并网逆变器输出功率纹波抑制系统，其特征在于：包括，
48、计算模块，采集电网数据，计算电网不平衡下电压和电流分量。
49、分析模块，计算电网不平衡下功率，对虚拟相电流调制定量分析。
50、调整模块，对两相电压故障工况进行抑制，添加补偿系数。
51、判断模块，设计控制器，绘制开环传递函数表达式的伯德图，判本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述采集电网数据，计算电网不平衡下电压和电流分量包括，电网不平衡下的d轴电压分量表示为：
3.如权利要求2所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述计算电网不平衡下功率包括，根据电网不平衡下电压分量和补偿电流分量，得到输出功率表示为：
4.如权利要求3所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述对虚拟相电流调制定量分析包括，振荡分量Po,VPCR会降低抑制方法的性能，需要对虚拟相电流调制方法进行定量分析；
5.如权利要求4所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述对两相电压故障工况进行抑制，添加补偿系数包括，在两相电压故障工况下，电压的波动对系统的稳定性和输出功率的平衡产生影响，需要对两相电压进行补偿，增加额外的补偿系数来抑制功率纹波；a相和b相的电压发生故障，分别添加补偿系数λa和λb；
6.如权利要求5所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方
7.如权利要求6所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述绘制开环传递函数表达式的伯德图，判断系统稳定性包括，根据控制器传递函数得到开环传递函数，表示为：
8.一种采用如权利要求1-7任一所述方法的一种三相并网逆变器输出功率纹波抑制系统，其特征在于：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述采集电网数据，计算电网不平衡下电压和电流分量包括，电网不平衡下的d轴电压分量表示为：
3.如权利要求2所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述计算电网不平衡下功率包括，根据电网不平衡下电压分量和补偿电流分量，得到输出功率表示为：
4.如权利要求3所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述对虚拟相电流调制定量分析包括，振荡分量po,vpcr会降低抑制方法的性能，需要对虚拟相电流调制方法进行定量分析；
5.如权利要求4所述的三相并网逆变器输出功率纹波抑制方法，其特征在于：所述对两相电压故障工况进行抑制，添加补偿系数包括，在两相电压故障工况下，电压的波动对系统的稳定性和输出功率的平衡产生影响，需要对两相电压进行补偿，增加额外的补偿系...
【专利技术属性】
技术研发人员：李克文，原吕泽芮，俞小勇，喻磊，欧世锋，林心昊，陈绍南，刘通，秦丽文，段舒尹，张龙飞，潘珏明，颜丽娟，刘胤良，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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