欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2020102818848
申请人: 中国地质大学(武汉)
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
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

S10:根据单相LCL型并网逆变器系统的开环传递函数,建立基于CCFPIFS有源阻尼控制方法的网侧电流单环控制LCL型并网逆变器系统的数学模型;

S20:根据所述数学模型得到CCFPIFS的等效虚拟阻抗;

所述等效虚拟阻抗Zeq表达式为:

‑1.5sT ‑j1.5ωT

根据s=jω,Gd(s)=e =e =cos1.5ωT‑jsin1.5ωT可得:其中θ=1.5ωTs;

CCFPIFS中的分数阶积分反馈通路等效虚拟阻抗Zfop为:λ j(λπ/2)

将j=e 代入,求解得到分数阶积分环节的等效虚拟阻抗Zp为:其中θλ=λπ/2;

将Zfop等效分解为Rfop与Xfop并联,即1/Z=1/R+j(1/X),求得Rfop与Xfop分别为:根据公式(7)(8)(11)(12),CCFPIFS环节的总附加虚拟电阻Rfopi(s)与虚拟电抗Xfopi(s)分别表示为:

其中,L1表示逆变器侧滤波电感,C表示滤波电容,KPWM表示逆变器电压放大倍数,Hi1、K、λ分别表示FOPI控制器的比例增益、积分增益以及积分项的分数阶次,ω表示LCL型并网逆变器系统的等效谐振角频率,Ts为LCL型并网逆变器系统中零阶保持器的采样周期;

S30:根据所述等效虚拟阻抗,分析得到单相LCL型并网逆变器系统的频率特性与系统状态;

S40:根据所述频率特性与系统状态,得到单相LCL型并网逆变器系统中FOPI控制器参数的稳定性的约束条件,根据该约束条件设计实际生产中的单相LCL型并网逆变器系统的FOPI控制器,以提高单相LCL型并网逆变器系统的稳定性。

2.如权利要求1所述的一种应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法,其特征在于:步骤S10中,所述基于CCFPIFS有源阻尼控制方法的LCL型并网逆变器系统在s域的开环传递函数为:

上式中,L2表示电网侧滤波电感,在公共耦合点处的电网阻抗为纯电感Lg;Gi(s)表示电流调节器,Gd(s)表示数字延迟环节,Hi2表示并网电流i2的采样系数,ωr为LCL型并网逆变器系统的谐振角频率;

电流调节器与数字延迟环节在s域的传递函数分别为:其中Kp为比例系数,Kr为谐振增益,ωo为基波角频率,ωi为谐振部分的带宽;

LCL型并网逆变器系统的谐振角频率ωr为:其中,fr为LCL型并网逆变器系统的谐振频率。

3.如权利要求1所述的一种应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法,其特征在于:步骤S30中,所述单相LCL型并网逆变器系统的频率特性为:当Hi1>0且K>0时,根据阻尼反馈通路的不同,系统阻尼的频率域范围与谐振频率偏移的频率域范围存在变化:FOPI反馈环节相比于比例反馈环节而言,阻抗值|Z|<0阻尼区域由(fs/6,fs/2)变为(0,A/3π·fs), 负阻尼区域增加且随着λ的增大而接近(0,fs/2);

|Z|>0阻尼区域则由(0,fs/6)变为(A/3π·fs,fs/2),正阻尼区域明显减小且随着λ的增大而接近于0,但当λ大于 所对应的约束条件时,Rfopi为在低频域新增一段的正阻尼区域;

阻抗值|Z|<0时的频率区域由(fs/3 ,fs/2)变为(B/3π·fs,fs/2),此时等效虚拟电抗呈容性,等效滤波电容C′>C,此时谐振频率fr′<fr;

阻抗值|Z|>0时的频率区域则由(0,fs/3)变为(0,B/3π·fs),此时等效虚拟电抗呈感性,等效滤波电容C'<C,fr′>fr;

Hi1<0且K<0时并网逆变器系统阻抗的频率域特性与Hi1>0且K>0时并网逆变器系统阻抗的频率域特性关于频率轴呈对称分布的;当λ大于 所对应的约束条件时,Rfopi在低频域的新增阻尼区域为负阻尼域,这段区间的存在会导致系统不稳定,需考虑相关约束条件。

4.如权利要求3所述的一种应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法,其特征在于:步骤S30中,所述单相LCL型并网逆变器系统的系统状态为:FOPI控制器系数相反时,设置有右半平面零点,仅满足 的条件即可,当K>0且Hi1>0时,系统在域 内存在等效阻抗为负的区间,存在两个s域的右半平面极点,系统不稳定,所以仅需考虑K<0且Hi1<0条件。

5.如权利要求4所述的一种应用于单相LCL型并网逆变器系统的CCFPIFS有源阻尼控制方法,其特征在于:步骤S40中,得到单相LCL型并网逆变器系统中FOPI控制器参数的稳定性的约束条件的过程如下:

利用Matlab对分数阶控制系统稳定的临界约束条件建模,并且代入参数 ωTs=y,λ=z,fs=10KHz,得到系统临界稳定状态的三个二维平面图形并进行分析可得:1)当λ确定时, 与ωTs的关系;2) 确定时,λ与ωTs的关系;3)ωTs确定时, 与λ的关系;

综上可知,λ的约束条件为:1<λ<2,并且当 确定时需满足1)的约束范围; 的约束条件为:Hi1<0、 并且当λ确定时需满足2)的约束范围;3)的约束条件是系统稳定域上限确定时, 与λ参数的选择范围。