电网不对称故障下光伏逆变器定频式模型预测控制方法技术

技术编号:9696625 阅读:119 留言:0更新日期:2014-02-21 04:44
本发明专利技术公开了一种电网不对称故障下光伏逆变器定频式模型预测控制方法。本发明专利技术的技术方案要点为:电网不对称故障下光伏逆变器定频式模型预测控制方法,包括8个主要步骤,具体公开了每个步骤的具体控制过程及实施方式,最终将得到的各矢量作用时间输入到调制器,再将调制器输出的开关位置信号作为控制功率器件的开关信号,实现对光伏逆变器的控制。在电网电压不平衡条件下,本发明专利技术的控制方法无需正负序分解运算及旋转坐标变换,能够保证电网电流具有较高的正弦度、有效抑制直流母线电压波动,增强电网不对称故障下太阳能发电系统光伏逆变器的控制能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,属于电力电子功率变换装置控制领域。
技术介绍
模型预测控制具有结构简单、动态响应速度快、控制器参数无需调节等优点,但该控制方法采样频率较高,输出开关频率不定,因此,系统对控制器运算速度要求较高,且不利于滤波器的设计。定频式模型预测控制方法在保持传统模型预测控制结构简单、动态响应速度快、控制器参数无需调节等优点的同时,降低了采样频率,便于滤波器设计,是一种具有广阔应用前景的控制方法。光伏发电系统中,对光伏逆变器的运行控制进行分析时一般假设电网电压三相平衡。当电网电压发生不对称故障时,光伏逆变器的输出电流将发生畸变、直流电压将产生二倍频脉动,对光伏发电系统的运行状态产生严重影响。因此,在电网发生不对称故障时光伏逆变器所采用的控制策略应保证网侧电流正弦,抑制直流电压二倍频脉动。目前,还没有电网不对称故障下光伏逆变器的定频式模型预测控制的解决方案,且现有针对不对称故障下光伏逆变器的控制方法均需要旋转坐标变换过程或对控制变量进行正负序分解运算,控制系统较为复杂,计算量大。因此,有必要设计一种,在电网不对称故障条件下,控制系统不需要正负序分解运算及旋转坐标变换,就能够抑制直流母线电压脉动,保持输出电流正弦,保证光伏发电系统的控制品质。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种,该方法在保证系统动态响应速度的同时,可以抑制直流电压二倍频脉动,保证电流正弦度,有效减少电流谐波,提高光伏发电系统中光伏逆变器在电网发生不对称故障时的控制精度。本专利技术的技术方案为:一种,其特征在于包括以下步骤:(I)、采用电压传感器和电流传感器分别检测三相电网电压,三相电网电流和直流侧电压;(2)、将步骤(I)检测到的三相电网电压和三相电网电流经abc/α β变换模块得到两相静止坐标系下的电网电压和电网电流,将两相静止坐标系下的电网电压信号经过软件锁相环,得到电网电压位置角;(3)、将步骤(2)计算得到的两相静止坐标系下的电网电压经过信号延迟得到电网电压延迟量,将α β平面分为六个扇区,根据电压位置角,确定电网电压矢量所在扇区,选择与电网电压矢量所在扇区相邻的两个电压矢量和零矢量作为作用矢量,根据开关表和直流母线电压得到以上选择的两相静止坐标系下的两个电压矢量和零矢量对应的电压值;(4)、将直流电压参考值与步骤(1)得到的直流侧电压相减,将差值经过PI控制器后再与直流电压参考值相乘得到光伏逆变器有功功率参考值;(5)、由步骤(2)得到的电网电压和步骤(3)得到的电网电压延迟量及步骤(4)得到的有功功率参考值,根据参考电流计算式,获得参考电流;(6)、将步骤(2)得到的两相静止坐标系下的电网电压和电网电流值、步骤(3)得到的作用矢量对应的电压值作为电流预测模型的输入,得到α、β轴电流的变化率;(7)、采用步骤(2)得到的两相静止坐标系下的电网电流、步骤(5)得到的电流参考值、步骤(6)得到的α、β轴电流的变化率作为矢量持续时间计算模块的输入,得到各矢量的作用时间;(8)、将步骤(7)中得到的各矢量作用时间输入到调制器,将调制器输出的开关位置信号作为控制功率器件的开关信号。作为进一步的实施方式,步骤(5)中所述的参考电流计算式如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
电网不对称故障下光伏逆变器定频式模型预测控制方法,其特征在于包括以下步骤:(l)、采用电压传感器和电流传感器分别检测三相电网电压,三相电网电流和直流侧电压;(2)、将步骤(l)检测到的三相电网电压和三相电网电流经abc/αβ变换模块得到两相静止坐标系下的电网电压和电网电流,将两相静止坐标系下的电网电压信号经过软件锁相环,得到电网电压位置角;(3)、将步骤(2)计算得到的两相静止坐标系下的电网电压经过信号延迟得到电网电压延迟量,将αβ平面分为六个扇区,根据电压位置角,确定电网电压矢量所在扇区,选择与电网电压矢量所在扇区相邻的两个电压矢量和零矢量作为作用矢量,根据开关表和直流母线电压得到以上选择的两相静止坐标系下的两个电压矢量和零矢量对应的电压值;(4)、将直流电压参考值与步骤(1)得到的直流侧电压相减,将差值经过PI控制器后再与直流电压参考值相乘得到光伏逆变器有功功率参考值;(5)、由步骤(2)得到的电网电压和步骤(3)得到的电网电压延迟量及步骤(4)得到的有功功率参考值,根据参考电流计算式,获得参考电流;(6)、将步骤(2)得到的两相静止坐标系下的电网电压和电网电流值、步骤(3)得到的作用矢量对应的电压值作为电流预测模型的输入,得到α、β轴电流的变化率;(7)、采用步骤(2)得到的两相静止坐标系下的电网电流、步骤(5)得到的电流参考值、步骤(6)得到的α、β轴电流的变化率作为矢量持续时间计算模块的输入,得到各矢量的作用时间;(8)、将步骤(7)中得到的各矢量作用时间输入到调制器,将调制器输出的开关位置信号作为控制功率器件的开关信号。...

【技术特征摘要】
1.电网不对称故障下光伏逆变器定频式模型预测控制方法,其特征在于包括以下步骤:(I)、采用电压传感器和电流传感器分别检测三相电网电压,三相电网电流和直流侧电压; (2)、将步骤(1)检测到的三相电网电压和三相电网电流经abc/α β变换模块得到两相静止坐标系下的电网电压和电网电流,将两相静止坐标系下的电网电压信号经过软件锁相环,得到电网电压位置角;(3)、将步骤(2)计算得到的两相静止坐标系下的电网电压经过信号延迟得到电网电压延迟量,将α β平面分为六个扇区,根据电压位置角,确定电网电压矢量所在扇区,选择与电网电压矢量所在扇区相邻的两个电压矢量和零矢量作为作用矢量,根据开关表和直流母线电压得到以上选择的两相静止坐标系下的两个电压矢量和零矢量对应的电压值;(4)、将直流电压参考值与步骤(1)得到的直流侧电压相减,将差值经过PI控制器后再与直流电压参考值相乘得到光伏逆变器有功功率参考值;(5)、由步骤(2)得到的电网电压和步骤(3)得到的电网电压延迟量及步骤(4)得到的有功功率参考值,根据参考电流计算式,获得参考电流;(6)、将步骤(2)得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王萌施艳艳苏明坤高金辉
申请(专利权)人:河南师范大学
类型:发明
国别省市:

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