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专利号: 2017111067865
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于超级电容储能的电压源型逆变器多并联均流控制方法,其特征在于它包括以下步骤:(1)基于逆变器输出电压VO-n的均方根值的闭环控制:

①将逆变器输出电压目标值的均方根值VRMS、幅值VA和相位ω作为目标给定值;

②设定电压闭环控制的输入,即步骤①中设定目标值,且为电压均方根值VRMS,对逆变器输出的瞬时电压值VO-n取均方根值,并将该均方根值作为电压闭环控制输出的反馈值与给定的电压均方根值VRMS做差,得到ΔV;

③将上述步骤得到的ΔV进行比例积分运算得到控制器的控制值VPI,即:其中KP为比例系数,TI为积分系数。

④将步骤③得到的控制值VPI与步骤①中的电压目标给定值的幅值VA相加,并与逆变器输出的目标值中相位ω的正弦量sin(ωt)相乘,得到m1:m1=(VPI+VA)×sin(ωt)

(2)基于电流前馈和电压前馈控制的逆变器多并联环流抑制控制及超级电容能量均衡控制:①控制器采集各个逆变器的输出电流IL-n,求出全部逆变器的输出电流平均值以及该平均值与本地逆变器输出电流IL-n的差值,将该差值作为逆变器多并联环流抑制控制的本地逆变器电流前馈值IF-n,即:当逆变器模块N输出电流较大而导致逆变器之间产生环流时,会导致IL-n大于所有并联逆变器输出电流平均值,使得基于公式(1)计算的IF-n为负数;通过电压闭环的作用则会进一步导致逆变器模块N输出电流降低,从而实现环流抑制功能;

②控制器采集超级电容模块的电压VDC-n,求出全部超级电容模块的电压平均值以及本地超级电容电压与该平均值的差值,将该差值作为超级电容能量均衡电压前馈直流量VF-n,即:③将步骤②得到的VF-n进行比例积分运算,并与给定逆变器输出的目标值中相位ω的正弦量sin(ωt)相乘,得到超级电容能量均衡电压前馈交流量VAF-n,即:当超级电容模块N容量偏低而导致超级电容电压下降较快时,则基于公式(2)计算的VF-n由于VDC-n小于所有超级电容模块电压平均值而变为负数,通过电压闭环的作用会进一步导致逆变器模块N的输出电流降低,从而降低了逆变器模块对应超级电容模块的输出功率,实现了能量均衡功能;

④将步骤(1)最后得到的结果m1,与步骤(2)中的步骤①得到的电流前馈值IF-n以及步骤②得到的超级电容电压交流量前馈值VAF-n相加,最后可以得到电压闭环控制的最终控制值m2,记作:m2=m1+IF-n+VAF-n

(3)步骤(2)得到的控制值m2经过载波调制后作用在逆变器上,由逆变器输出PWM脉宽调制电压波形,该电压作为被控对象LC滤波器的输入,LC滤波器的输出即为电压闭环的输出电压VO-n,即可实现逆变器并联的环流抑制功能。

2.根据权利要求所述一种基于超级电容储能的电压源型逆变器多并联均流控制方法,其特征在于所述步骤(1)中步骤②中的逆变器输出的瞬时电压值VO-n是逆变器的LC滤波器的电压。