CN110289635B - 基于改进重复控制的并网电流控制策略 - Google Patents
基于改进重复控制的并网电流控制策略 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110289635B CN110289635B CN201910551773.1A CN201910551773A CN110289635B CN 110289635 B CN110289635 B CN 110289635B CN 201910551773 A CN201910551773 A CN 201910551773A CN 110289635 B CN110289635 B CN 110289635B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- phase inverter
- grid
- axis
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 29
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 24
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 23
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
-
- H02J3/382—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/60—Planning or developing urban green infrastructure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于改进重复控制的并网电流控制策略。应用该控制策略的并网逆变器主电路的拓扑结构包括直流侧电压源、三相逆变器、LC滤波器、线路阻抗和电网。该控制策略通过非理想的广义积分器对电容电压进行微分得到电容电流,桥臂侧电感电流减去电容电流得到网侧电流,将网侧电流与网侧电流基波分量的差值作为并网电流控制输入的误差信号,在重复控制中引入了电容电流反馈,全面反馈网侧电流中谐波信号的方式,提高了谐波的抑制能力,同时不增加成本。
Description
技术领域
本发明属于分布式发电及电力电子技术领域,尤其是涉及一种基于改进重复控制的并网电流控制策略。
背景技术
当大量的非线性负荷、无功负荷和可再生能源通过电力电子装置接入电网中,电网电压的总谐波畸变率变大,而电网电压的谐波分量会对逆变器输出电流产生非常大的影响,对电网以及用电设备造成严重的危害。因此,对于并网电流采用适当的控制策略具有十分重要的研究意义。
由于电网电压中的谐波分量属于周期性的扰动信号,而重复控制基于内膜原理,对基频整数倍处的信号具有无穷大的增益,可以无差的跟踪周期性信号,因此对电网的谐波分量具有很好的抑制作用。但是重复控制滞后了一个周期,动态性能较差,应用受到限制,所以将重复控制与PI控制相结合形成复合控制方法,目前主要分为两种,一种是嵌入式,一种是并联式,提高***的动态性能和谐波抑制能力。
目前,对于基于改进重复控制的并网电流控制策略,已有多篇学术论文进行分析并提出解决方案,例如:
1、题为“采用重复控制的LCL型并网逆变器单闭环电流控制”《中国电机工程学报》,2013年第24期13~21页的文章。该文设计了一种将比例控制器和重复控制器结合,引入电网电压前馈来提高动态性能,并且通过一阶补偿器加陷波器的组合代替相位补偿,使***获得更高的中低频谐波增益,但是一阶补偿器通过近似获得,且依赖于滤波器实际参数,工作环境对其稳定性产生影响。
2、题为“基于双环控制器的电容***式三相四线制DSTATCOM控制方法”《电力自动化设备》,2014年第8期114~121页的文章。该文设计了一种PI控制器和重复控制器串联的双环控制器,兼顾了动态性能和稳态精度,但是其反馈为电感电流内环,不包含电容电流谐波分量,对网侧电流的谐波抑制能力有限。
3、中国发明专利文献(公开号CN 109378862 A)于2018年12月28日公开的《一种基于改进重复控制器的并网电流控制方法》,本发明提出了一种改进重复控制的内模结构使其延迟时间缩短为原来的一半,并且加入电网电压前馈,但本发明以网侧电流作为反馈量,增加了电流传感器,增加了成本。
综合以上文献,现有的基于改进重复控制的并网电流控制策略存在以下不足:
1、现有基于改进重复控制的并网电流控制策略方面的研究,控制器参数设计较为复杂,并且依赖于滤波器参数;
2、现有基于改进重复控制的并网电流控制策略方面的研究,反馈为电感电流,不包含电容电流谐波分量,对网侧电流的谐波抑制能力有限;
3、现有基于改进重复控制的并网电流控制策略方面的研究,反馈为网侧电流,增加了电流传感器,增加了成本。
发明内容
本发明提出了一种基于改进重复控制的并网电流控制策略,该方法所研究的***包含直流侧电压源、三相逆变器、LC滤波器、线路阻抗以及电网。通过非理想的广义积分器对电容电压进行微分得到电容电流,桥臂侧电感电流减去电容电流得到网侧电流,将网侧电流与网侧电流基波分量的差值作为并网电流控制输入的误差信号,在重复控制中引入了电容电流反馈,同时不需要额外的电流传感器,既提高了谐波的抑制能力,也没有增加成本。
本发明的目的是这样实现的。本发明提出一种基于改进重复控制的并网电流控制策略,应用该控制策略的并网逆变器主电路的拓扑结构包括直流侧电压源、三相逆变器、LC滤波器、线路阻抗和电网,所述直流侧电压源与三相逆变器并联,三相逆变器输出经过LC滤波器和线路阻抗接入电网;
本控制策略的步骤如下:
步骤1,采样三相逆变器网侧电容电压即三相逆变器输出相电压Uoa,Uob,Uoc,并经三相逆变器输出相电压坐标变换方程得到三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod,Uoq,采样三相逆变器桥臂电感电流ILa,ILb,ILc,并经三相逆变器桥臂电感电流坐标变换方程得到三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd,ILq,其中d轴为有功轴,q轴为无功轴;通过锁相环获得电网频率ωg;
步骤2,通过一阶保持器对步骤1得到的三相逆变器输出相电压Uoa,Uob,Uoc,三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod,Uoq,三相逆变器桥臂电感电流ILa,ILb,ILc和三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd,ILq进行离散化得到一阶保持器离散后的三相逆变器输出相电压Uoa(z),Uob(z),Uoc(z),一阶保持器离散后的三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod(z),Uoq(z),一阶保持器离散后的三相逆变器桥臂电感电流ILa(z),ILb(z),ILc(z)和一阶保持器离散后的三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd(z),ILq(z),然后再经过离散域中的非理想广义积分器GI'(z)获得离散域中的三相逆变器电容电流ICa(z),ICb(z),ICc(z),进而获得离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z);
所述离散域中的三相逆变器电容电流ICa(z),ICb(z),ICc(z)的计算公式为:
ICa(z)=CGI'(z)Uoa(z)
ICb(z)=CGI'(z)Uob(z)
ICc(z)=CGI'(z)Uoc(z)
所述离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z)的计算公式为:
Ioa(z)=ILa(z)-ICa(z)
Iob(z)=ILb(z)-ICb(z)
Ioc(z)=ILc(z)-ICc(z)
步骤3,根据步骤2得到的离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z),先经三相逆变器网侧电流坐标变换方程得到三相逆变器网侧电流dq轴分量Iod(z),Ioq(z),再经过一阶低通滤波器后获得三相逆变器网侧电流基波分量Iod_LPF(z),Ioq_LPF(z),然后将三相逆变器网侧电流dq轴分量Iod(z),Ioq(z)与三相逆变器网侧电流基波分量Iod_LPF(z),Ioq_LPF(z)的差值作为并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z);
所述的三相逆变器网侧电流基波分量的计算公式为:
其中,Tf为一阶低通滤波器的时间常数;
所述的并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z)的计算公式为:
ed(z)=Iod(z)-Iod_LPF(z)
eq(z)=Ioq(z)-Ioq_LPF(z)
步骤4,根据步骤3得到的并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z),经过重复控制后得到电流d轴指令Icdref(z)和电流q轴指令Icqref(z),其计算公式为:
其中,z-N为周期延迟环节,N为每基波周期采样次数,Q(z)为内模滤波器,取Q(z)为小于1的常数,z为离散域算子,C(z)为重复控制补偿器,其表达式为:
C(z)=KrzkS(z)
其中,Kr为重复控制增益,zk为超前相移环节,k为正整数,S(z)为滤波补偿环节的二阶低通滤波器,其表达式为:
步骤5,根据步骤4得到的电流d轴指令Icdref(z)和步骤2中得到的三相逆变器桥桥臂电感电流d轴分量ILd(z),经过d轴电流闭环控制方程得到d轴输出信号Uid(z);根据步骤4得到的电流q轴指令Icqref(z)和步骤2中得到的三相逆变器桥桥臂电感电流q轴分量ILq(z),经过q轴电流闭环控制方程得到q轴输出信号Uiq(z),其计算公式分别为:
其中,kp为三相逆变器电流闭环比例调节器系数,ki为三相逆变器电流闭环积分调节器系数;
步骤6,根据步骤2得到的三相逆变器输出相电压d轴分量Uod(z)和三相逆变器输出相电压q轴分量Uoq(z)分别加上步骤5中得到的d轴输出信号Uid(z)和q轴输出信号Uiq(z),得到dq坐标系下的调制波Umd(z)和Umq(z),其表达式分别为:
Umd(z)=Uod(z)+Uid(z)
Umq(z)=Uoq(z)+Uiq(z)。
优选地,权利要求1所述输出三相逆变器相电压坐标变换方程、三相逆变器桥臂电感电流坐标变换方程和三相逆变器网侧电流坐标变换方程的表达式分别如下:
所述三相逆变器输出相电压坐标变换方程的表达式为:
所述三相逆变器桥臂电感电流坐标变换方程的表达式为:
所述三相逆变器网侧电流坐标变换方程的表达式为:
相对于现有技术,本发明的有益效果为:
1、本发明所述基于改进重复控制的并网电流控制策略,通过非理想的广义积分器对电容电压进行微分得到电容电流,桥臂侧电感电流减去电容电流得到网侧电流,将网侧电流与网侧电流基波分量的差值作为并网电流控制输入的误差信号,在重复控制中引入了电容电流反馈,全面反馈网侧电流中谐波信号的方式,提高了谐波的抑制能力;
2、本发明通过一阶保持器离散化方法减缓引入非理想广义积分器的相位偏移,通过超前相移环节补偿***中频段相位偏移,通过滤波补偿环节使***在中低频具有零增益零相移的特性,从而提高***的稳定性;
3、本发明所述的基于改进重复控制的并网电流控制策略可以仅对现有电力电子变换器***的控制方法进行改进,无需增加额外电力电子设备,降低功耗,节约成本。
附图说明
图1为应用该控制策略的并网逆变器主电路拓扑结构图。
图2为本发明实施例改进重复控制的并网电流控制策略的结构框图。
图3为本发明实施例采用基于传统重复控制的并网电流控制策略的网侧电压电流波形图。
图4为本发明实施例采用基于传统重复控制的并网电流控制策略前后的网侧电压的总谐波畸变率。
图5为本发明实施例采用基于传统重复控制的并网电流控制策略之前的网侧电流的总谐波畸变率。
图6为本发明实施例采用基于改进重复控制的并网电流控制策略之后的网侧电流的总谐波畸变率。
图7为本发明实施例采用基于改进重复控制的并网电流控制策略的网侧电流电压的波形图。
图8为本发明实施例采用基于改进重复控制的并网电流控制策略前后的网侧电压的总谐波畸变率。
图9为本发明实施例采用基于改进重复控制的并网电流控制策略之前的网侧电流的总谐波畸变率。
图10为本发明实施例采用基于改进重复控制的并网电流控制策略之后的网侧电流的总谐波畸变率。
具体实施方式
下面结合附图对本实施例进行具体的描述。
图1是应用本发明的并网逆变器主电路的拓扑结构图,由图可见,该拓扑结构包括直流侧电压源、三相逆变器、LC滤波器、线路阻抗和电网。
所述直流侧电压源与三相逆变器并联,三相逆变器输出经过LC滤波器和线路阻抗接入电网。另外,在图1中,Vin为直流侧电压源,Lf为三相逆变器桥臂侧电感,C为三相逆变器滤波电容,Lg为纯感性线路阻抗,r为滤波电容等效串联电阻。
具体参数如下:逆变器额定输出线电压为380V/50Hz,直流侧电压Vin=600V,桥臂侧滤波电感Lf=0.56mH,交流侧滤波电容Cf=270uF,滤波电容等效串联电阻r=0.2Ω,纯感性线路阻抗Lg=0.1mH。
图2是本发明实施例实施例改进重复控制的并网电流控制策略的结构框图。由该图可见,本发明所述基于改进重复控制的并网电流控制策略的步骤如下:
步骤1,采样三相逆变器网侧电容电压即三相逆变器输出相电压Uoa,Uob,Uoc,并经三相逆变器输出相电压坐标变换方程得到三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod,Uoq,采样三相逆变器桥臂电感电流ILa,ILb,ILc,并经三相逆变器桥臂电感电流坐标变换方程得到三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd,ILq,其中d轴为有功轴,q轴为无功轴;通过锁相环获得电网频率ωg。
所述三相逆变器输出相电压坐标变换方程的表达式为:
所述三相逆变器桥臂电感电流坐标变换方程的表达式为:
步骤2,通过一阶保持器对步骤1得到的三相逆变器输出相电压Uoa,Uob,Uoc,三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod,Uoq,三相逆变器桥臂电感电流ILa,ILb,ILc和三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd,ILq进行离散化得到一阶保持器离散后的三相逆变器输出相电压Uoa(z),Uob(z),Uoc(z),一阶保持器离散后的三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod(z),Uoq(z),一阶保持器离散后的三相逆变器桥臂电感电流ILa(z),ILb(z),ILc(z)和一阶保持器离散后的三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd(z),ILq(z),然后再经过离散域中的非理想广义积分器GI'(z)获得离散域中的三相逆变器电容电流ICa(z),ICb(z),ICc(z),进而获得离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z)。所述一阶保持器的离散化是通过MATLAB仿真软件实现的。
所述离散域中的三相逆变器电容电流ICa(z),ICb(z),ICc(z)的计算公式为:
ICa(z)=CGI'(z)Uoa(z)
ICb(z)=CGI'(z)Uob(z)
ICc(z)=CGI'(z)Uoc(z)
其中,C为LC滤波器的电容值,式中,ωc为离散域中的非理想广义积分器GI'(z)的剪切频率,ω0为离散域中的非理想广义积分器GI'(z)的无限增益处的频率,T为采样周期,z为离散域算子。本实施例中,ω0=2050rad/s,ωc=950rad/s,C=270uF。
所述离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z)的计算公式为:
Ioa(z)=ILa(z)-ICa(z)
Iob(z)=ILb(z)-ICb(z)
Ioc(z)=ILc(z)-ICc(z)
步骤3,根据步骤2得到的离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z),先经三相逆变器网侧电流坐标变换方程得到三相逆变器网侧电流dq轴分量Iod(z),Ioq(z),再经过一阶低通滤波器后获得三相逆变器网侧电流基波分量Iod_LPF(z),Ioq_LPF(z),然后将三相逆变器网侧电流dq轴分量Iod(z),Ioq(z)与三相逆变器网侧电流基波分量Iod_LPF(z),Ioq_LPF(z)的差值作为并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z);
所述三相逆变器网侧电流坐标变换方程的表达式为:
其中,θ’为离散域中d轴和q轴的相位差,θ’=ωg(1-z-1)。
所述的三相逆变器网侧电流基波分量的计算公式为:
其中,Tf为一阶低通滤波器的时间常数。本实施例中,Tf=0.05。
所述的并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z)的计算公式为:
ed(z)=Iod(z)-Iod_LPF(z)
eq(z)=Ioq(z)-Ioq_LPF(z)
步骤4,根据步骤3得到的并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z),经过重复控制后得到电流d轴指令Icdref(z)和电流q轴指令Icqref(z),其计算公式为:
其中,z-N为周期延迟环节,N为每基波周期采样次数,Q(z)为内模滤波器,取Q(z)为小于1的常数,z为离散域算子,C(z)为重复控制补偿器,其表达式为:
C(z)=KrzkS(z)
其中,Kr为重复控制增益,zk为超前相移环节,k为正整数,S(z)为滤波补偿环节的二阶低通滤波器,其表达式为:
步骤5,根据步骤4得到的电流d轴指令Icdref(z)和步骤2中得到的三相逆变器桥桥臂电感电流d轴分量ILd(z),经过d轴电流闭环控制方程得到d轴输出信号Uid(z);根据步骤4得到的电流q轴指令Icqref(z)和步骤2中得到的三相逆变器桥桥臂电感电流q轴分量ILq(z),经过q轴电流闭环控制方程得到q轴输出信号Uiq(z),其计算公式分别为:
步骤6,根据步骤2得到的三相逆变器输出相电压d轴分量Uod(z)和三相逆变器输出相电压q轴分量Uoq(z)分别加上步骤5中得到的d轴输出信号Uid(z)和q轴输出信号Uiq(z),得到dq坐标系下的调制波Umd(z)和Umq(z),其表达式分别为:
Umd(z)=Uod(z)+Uid(z)
Umq(z)=Uoq(z)+Uiq(z)。
本实施例中发明适用于基于改进重复控制的并网电流控制策略。以下所示为基于改进重复控制的并网电流控制策略的仿真波形图。
三相逆变器采用传统或改进重复控制的并网电流控制策略,0s时并网运行。
图3、图4、图5分别为基于传统重复控制的并网电流控制策略的网侧电压电流波形图、电压总谐波畸变率和电流总谐波畸变率。由三张图可见,并网后,电网电压总谐波畸变率为9.43%,含有较多的5次和7次谐波,采用传统嵌入式重复控制前后,并网电流总谐波畸变率从10.98%降至9.92%,谐波抑制率达到了9.7%,对5次和7次谐波具有一定的抑制效果。
图6、图7、图8分别为基于改进重复控制的并网电流控制策略的网侧电压电流波形图、电压总谐波畸变率和电流总谐波畸变率。由三张图可见,并网后,电网电压总谐波畸变率为9.43%,含有较多的5次和7次谐波,采用改进重复控制前后,并网电流总谐波畸变率从10.98%降至2.00%,谐波抑制率达到了81.8%,对5次和7次谐波具有明显的抑制效果。
Claims (2)
1.一种基于改进重复控制的并网电流控制策略,应用该控制策略的并网逆变器主电路的拓扑结构包括直流侧电压源、三相逆变器、LC滤波器、线路阻抗和电网,所述直流侧电压源与三相逆变器并联,三相逆变器输出经过LC滤波器和线路阻抗接入电网;
其特征在于,本控制策略的步骤如下:
步骤1,采样三相逆变器网侧电容电压即三相逆变器输出相电压Uoa,Uob,Uoc,并经三相逆变器输出相电压坐标变换方程得到三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod,Uoq,采样三相逆变器桥臂电感电流ILa,ILb,ILc,并经三相逆变器桥臂电感电流坐标变换方程得到三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd,ILq,其中d轴为有功轴,q轴为无功轴;通过锁相环获得电网频率ωg;
步骤2,通过一阶保持器对步骤1得到的三相逆变器输出相电压Uoa,Uob,Uoc,三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod,Uoq,三相逆变器桥臂电感电流ILa,ILb,ILc和三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd,ILq进行离散化得到一阶保持器离散后的三相逆变器输出相电压Uoa(z),Uob(z),Uoc(z),一阶保持器离散后的三相逆变器输出相电压dq轴分量Uod(z),Uoq(z),一阶保持器离散后的三相逆变器桥臂电感电流ILa(z),ILb(z),ILc(z)和一阶保持器离散后的三相逆变器桥臂电感电流dq轴分量ILd(z),ILq(z),然后再经过离散域中的非理想广义积分器GI'(z)获得离散域中的三相逆变器电容电流ICa(z),ICb(z),ICc(z),进而获得离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z);
所述离散域中的三相逆变器电容电流ICa(z),ICb(z),ICc(z)的计算公式为:
ICa(z)=CGI'(z)Uoa(z)
ICb(z)=CGI'(z)Uob(z)
ICc(z)=CGI'(z)Uoc(z)
所述离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z)的计算公式为:
Ioa(z)=ILa(z)-ICa(z)
Iob(z)=ILb(z)-ICb(z)
Ioc(z)=ILc(z)-ICc(z)
步骤3,根据步骤2得到的离散域中的三相逆变器网侧电流Ioa(z),Iob(z),Ioc(z),先经三相逆变器网侧电流坐标变换方程得到三相逆变器网侧电流dq轴分量Iod(z),Ioq(z),再经过一阶低通滤波器后获得三相逆变器网侧电流基波分量Iod_LPF(z),Ioq_LPF(z),然后将三相逆变器网侧电流dq轴分量Iod(z),Ioq(z)与三相逆变器网侧电流基波分量Iod_LPF(z),Ioq_LPF(z)的差值作为并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z);
所述的三相逆变器网侧电流基波分量的计算公式为:
其中,Tf为一阶低通滤波器的时间常数;
所述的并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z)的计算公式为:
ed(z)=Iod(z)-Iod_LPF(z)
eq(z)=Ioq(z)-Ioq_LPF(z)
步骤4,根据步骤3得到的并网逆变器电流控制的误差信号ed(z)和eq(z),经过重复控制后得到电流d轴指令Icdref(z)和电流q轴指令Icqref(z),其计算公式为:
其中,z-N为周期延迟环节,N为每基波周期采样次数,Q(z)为内模滤波器,取Q(z)为小于1的常数,z为离散域算子,C(z)为重复控制补偿器,其表达式为:
C(z)=KrzkS(z)
其中,Kr为重复控制增益,zk为超前相移环节,k为正整数,S(z)为滤波补偿环节的二阶低通滤波器,其表达式为:
步骤5,根据步骤4得到的电流d轴指令Icdref(z)和步骤2中得到的三相逆变器桥桥臂电感电流d轴分量ILd(z),经过d轴电流闭环控制方程得到d轴输出信号Uid(z);根据步骤4得到的电流q轴指令Icqref(z)和步骤2中得到的三相逆变器桥桥臂电感电流q轴分量ILq(z),经过q轴电流闭环控制方程得到q轴输出信号Uiq(z),其计算公式分别为:
其中,kp为三相逆变器电流闭环比例调节器系数,ki为三相逆变器电流闭环积分调节器系数;
步骤6,根据步骤2得到的三相逆变器输出相电压d轴分量Uod(z)和三相逆变器输出相电压q轴分量Uoq(z)分别加上步骤5中得到的d轴输出信号Uid(z)和q轴输出信号Uiq(z),得到dq坐标系下的调制波Umd(z)和Umq(z),其表达式分别为:
Umd(z)=Uod(z)+Uid(z)
Umq(z)=Uoq(z)+Uiq(z)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910551773.1A CN110289635B (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 基于改进重复控制的并网电流控制策略 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910551773.1A CN110289635B (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 基于改进重复控制的并网电流控制策略 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110289635A CN110289635A (zh) | 2019-09-27 |
CN110289635B true CN110289635B (zh) | 2020-12-18 |
Family
ID=68005410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910551773.1A Active CN110289635B (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 基于改进重复控制的并网电流控制策略 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110289635B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112134306B (zh) * | 2020-10-29 | 2022-07-12 | 华中科技大学 | 提高三相电压支撑型并网逆变器高频稳定性的控制方法 |
CN113489358B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-07-01 | 南京工程学院 | 一种逆变器的参数在线辨识方法 |
CN113394797A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-14 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | 一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法及装置 |
CN115800722B (zh) * | 2023-02-07 | 2023-04-25 | 武汉理工大学 | 一种单相并网变换电路消除并网电流谐波畸变的方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101562848B1 (ko) * | 2015-05-21 | 2015-10-27 | 주식회사 이온 | 능동댐핑기반 반복제어기법을 이용한 무정전전원장치 제어 방법 |
CN105186906B (zh) * | 2015-06-03 | 2018-12-14 | 湖南工业大学 | 三相lcl型光伏并网逆变器控制方法 |
CN105337481A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-02-17 | 许昌学院 | 一种lcl型并网逆变器控制方法 |
CN106410849B (zh) * | 2016-11-10 | 2019-01-15 | 合肥工业大学 | 基于虚拟同步发电机的微网逆变器均衡控制方法 |
CN106602600A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 上海电力学院 | Lc型三相并网逆变***单环控制方法 |
-
2019
- 2019-06-24 CN CN201910551773.1A patent/CN110289635B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110289635A (zh) | 2019-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110289635B (zh) | 基于改进重复控制的并网电流控制策略 | |
CN105162134B (zh) | 微电网***及其功率均衡控制方法和小信号建模方法 | |
CN106849135B (zh) | 微网逆变器与有源滤波器的功率/电流质量协同方法 | |
CN105006825B (zh) | 一种高电能质量输出的电力电子变压器及其控制方法 | |
CN110048423B (zh) | 一种免疫电网电压谐波干扰的电流控制方法 | |
CN108847669B (zh) | 基于多同步旋转坐标系的多功能并网逆变器谐波治理方法 | |
CN104333002B (zh) | 一种基于ip-iq检测法和滞环控制的混合型有源滤波器 | |
CN107302219B (zh) | 一种有源电力滤波器电网角度的闭环控制方法 | |
CN113839388B (zh) | 一种基于混合负载的有源电力滤波器电流双环控制方法 | |
CN110429603B (zh) | 六开关七电平有源电力滤波器及补偿方法 | |
CN112332445B (zh) | 基于指令电流补偿的lcl并网逆变器间接电流控制方法 | |
CN111313474B (zh) | 一种改进的微电网并网预同步控制方法 | |
Xu et al. | Robustness improvement of single-phase inverters under weak grid cases by adding grid current feedforward in delay-based phase-locked loop | |
Bitoleanu et al. | Optimal controllers design in indirect current control system of active DC-traction substation | |
CN114884125A (zh) | 一种弱电网下lcl型并网逆变***的高稳定性控制方法 | |
CN112217225A (zh) | 直流微电网自适应虚拟阻容控制方法 | |
CN105337481A (zh) | 一种lcl型并网逆变器控制方法 | |
Agrawal et al. | Analysis and implementation of shunt active power filter based on synchronizing enhanced PLL | |
Saxena et al. | PV integrated grid synchronization technique using modified SOGI-FLL and zero-crossing detector | |
CN107611997B (zh) | 一种同步发电机次同步抑制方法及*** | |
CN109149579B (zh) | 基于网侧电流采样的hapf谐波补偿和谐振抑制的控制方法 | |
Wu et al. | Frequency characteristic and impedance analysis on three-phase grid-connected inverters based on DDSRF-PLL | |
CN114970149B (zh) | 新能源并网逆变器状态空间非线性建模方法 | |
Tian et al. | A selective harmonic optimization method for STATCOM in steady state based on the sliding DFT | |
CN109950926A (zh) | 弱网下基于q轴电压积分前馈的并网逆变器稳定控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |