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专利号: 2020103778848
申请人: 合肥学院
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:

1.一种基于有功曲线下垂的微电网逆变器并联控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、设微电网逆变器台数为k,k台微电网逆变器容量相同且并联在一起,将其中任意一台微电网逆变器记为逆变器#i,#i表示微电网逆变器编号,i∈[2,k],k≥2;

步骤2、采样微电网逆变器#i的输出相电压Eoai,Eobi和桥臂电感电流ILai,ILbi,并经单同步旋转坐标变换分别得到逆变器#i输出电压dq轴分量Eodi,Eoqi和逆变器#i桥臂电感电流dq轴分量ILdi,ILqi,其中d轴为有功轴,q轴为无功轴;

步骤3、根据步骤2中得到的逆变器#i输出电压dq轴分量Eodi,Eoqi和逆变器#i桥臂电感电流dq轴的分量ILdi,ILqi,经一阶低通滤波器进行滤波,得到逆变器#i输出平均有功功率和逆变器#i输出平均无功功率逆变器#i平均有功功率 和逆变器#i平均无功功率 的计算公式分别为:其中Tf为一阶低通滤波器的时间常数,s为拉普拉斯算子;

步骤4、根据步骤3中得到的逆变器#i输出平均有功功率 经过有功外环控制得到逆变器#i频率指令ωrefi,逆变器#i频率指令ωrefi经积分运算得到逆变器#i的相角指令θrefi;

所述有功外环控制算法为曲线下垂控制算法,其计算公式为:积分运算的计算公式为:

在两式中,ω*为逆变器#i输出电压的额定频率,ωΔ为规定的逆变器#i输出电压频率的稳态偏差,e为自然对数的底数,TPi为逆变器#i的有功功率时间常数,TPi=Pratei/mi,Pratei为逆变器#i的额定容量,mi为有功功率时间常数的系数;

步骤5、根据步骤3中得到的逆变器#i输出平均无功功率 经过无功外环控制算法得到逆变器#id轴电压闭环指令Edrefi;

所述无功外环控制算法为电压-无功功率线性下垂控制算法,其计算公式为:其中,E*为逆变器#i额定输出相电压幅值,ni为逆变器#i的无功功率下垂系数;

步骤6、设q轴的电压闭环指令Eqrefi=0,将步骤5中得到的逆变器#id轴电压闭环指令Edrefi与步骤2中得到的逆变器#i输出电压d轴分量Eodi,经过d轴电压闭环控制,得到逆变器#id轴桥臂电感电流闭环指令ILdrefi;将逆变器#iq轴电压闭环指令Eqrefi与步骤2中得到的逆变器#i输出电压q轴分量Eoqi,经过q轴电压闭环控制,得到逆变器#iq轴桥臂电感电流闭环指令ILqrefi;

d轴电压闭环控制方程和q轴电压闭环控制方程分别为:

ILdrefi=(Edrefi-Eodi)GV(s)ILqrefi=(Eqrefi-Eoqi)GV(s)其中,GV(s)为电压闭环比例积分调节器,其表达式为:GV(s)=kpvi+kivi/s

kpvi为电压闭环比例调节器系数,kivi为电压闭环积分调节器系数;

步骤7,将步骤6中得到的逆变器#i d轴桥臂电感电流闭环指令ILdrefi与步骤2中得到的逆变器#i d轴桥臂电感电流分量ILdi,经过d轴桥臂电感电流闭环控制得到逆变器#i d轴输出信号Edi;将步骤6中得到的逆变器#i q轴桥臂电感电流闭环指令ILqrefi与步骤2中得到的逆变器#i q轴桥臂电感电流分量ILqi,经过q轴桥臂电感电流闭环控制得到q轴输出信号Eqi;

d轴桥臂电感电流闭环控制方程和q轴桥臂电感电流闭环控制方程分别为:Edi=(ILdrefi-ILdi)GI(s)

Eqi=(ILqrefi-ILqi)GI(s)

其中,GI(s)为桥臂电感电流闭环比例调节器,其表达式为:GI(s)=kpi

kpi为桥臂电感电流闭环比例调节器系数;

步骤8、将步骤5中得到的逆变器#i d轴电压闭环指令Edrefi和逆变器#i q轴电压闭环指令Eqrefi作为电压指令前馈,分别加上步骤7中得到的逆变器#i d轴输出信号Edi和逆变器#i q轴输出信号Eqi,得到dq坐标系下的调制波Emdi,Emqi;

Emdi=Edi+Edrefi

Emqi=Eqi+Eqrefi

步骤9、将步骤8中得到的dq坐标系下的调制波Emdi,Emqi首先变换得到αβ旋转坐标系下的调制波Emαi,Emβi然后再经单同步旋转坐标反变换求得三相坐标系下的三相调制波Emai,Embi,Emci,Emai,Embi,Emci经调制后作为IGBT电路的驱动信号;

Emαi=Emdicosθrefi-EmqisinθrefiEmβi=Emdisinθrefi+EmqicosθrefiEmai=Emαi

2.根据权利要求1所述的基于有功曲线下垂的微电网逆变器并联控制方法,其特征在于,步骤2所述逆变器#i输出电压dq轴分量Eodi,Eoqi的单同步旋转坐标变换公式为:Eoαi=-Eobi

其中,θrefi-1为上一计算周期的逆变器#i的相角指令。

3.根据根据权利要求1所述的基于有功曲线下垂的微电网逆变器并联控制方法,其特征在于,步骤2所述所述逆变器#i桥臂电感电流dq轴分量ILdi,ILqi的单同步旋转坐标变换公式为:ILαi=-ILbi

其中,θrefi-1为上一计算周期的逆变器#i的相角指令。