三相電壓源型并網(wǎng)逆變器的無沖擊電流并網(wǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于三相電壓源型并網(wǎng)逆變器的無沖擊電流并網(wǎng)方法，包括：實(shí)時(shí)采集并網(wǎng)點(diǎn)兩側(cè)的各相電壓和電流，計(jì)算逆變器側(cè)D軸電壓分量和Q軸電壓分量；計(jì)算網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量和Q軸電壓分量；對D軸和Q軸電壓分量進(jìn)行控制，以其作為控制外環(huán)，和電流內(nèi)環(huán)一起調(diào)節(jié)三相半橋電路的驅(qū)動信號的占空比，驅(qū)動主回路逆變輸出交流電；并網(wǎng)前按照以上的步驟運(yùn)行，在確保并網(wǎng)斷路器可靠閉合后，逐步調(diào)節(jié)到穩(wěn)態(tài)的恒功率輸出狀態(tài)。本發(fā)明可在電壓源逆變器并網(wǎng)過程中實(shí)現(xiàn)對沖擊電流的有效抑制，使得其并網(wǎng)輸出電流逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值，達(dá)到無沖擊電流并網(wǎng)的效果。
【專利說明】三相電壓源型并網(wǎng)逆變器的無沖擊電流并網(wǎng)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力的發(fā)電、變電或配電【技術(shù)領(lǐng)域】。是一種能有效抑制并網(wǎng)逆變器并 網(wǎng)沖擊電流的并網(wǎng)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來以光伏和風(fēng)力發(fā)電為代表的分布式電源作為傳統(tǒng)電源的補(bǔ)充，越來越多的 接入電網(wǎng)中。與傳統(tǒng)同步機(jī)可以直接供出工頻交流電不同，分布式電源通常不能直接產(chǎn)生 工頻交流電，因此大多通過整流或者逆變裝置實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和儲存，而逆變器是直流型分布式 電源接入電網(wǎng)的最主要接口。
[0003] 逆變器是將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷难b置，而從直流源的類型來分類，將直流電壓 源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娸敵龅哪孀兤鞣Q為電壓源型逆變器，而將直流電流源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娸敵龅?逆變器稱為電流源型逆變器。在分布式電源接入中通常使用電壓源型逆變器將直流電壓轉(zhuǎn) 化為工頻的電壓或者電流接入電網(wǎng)。
[0004] 目前，電壓源逆變器在并網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中采用控制輸出電流跟蹤網(wǎng)側(cè)電壓來輸出特 定量的有功功率或者無功功率。這一控制方式并不直接控制逆變器的輸出電壓跟蹤網(wǎng)側(cè)的 輸出電壓，而是利用實(shí)時(shí)采樣各相電流值來計(jì)算輸出的占空比。由于在逆變器并網(wǎng)之前并 沒有輸出電流，因此在開始并網(wǎng)時(shí)初始采樣電流為零，逆變器的輸出電壓不能跟蹤網(wǎng)側(cè)的 電壓故而在并網(wǎng)時(shí)候會出現(xiàn)較大的沖擊電流。通常而言這個(gè)沖擊電流的數(shù)值較大，甚至可 能數(shù)倍于額定電流，這會對功率器件和其他元件產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以避免產(chǎn)生嚴(yán)重的并網(wǎng)沖擊電 流的三相電壓源型并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種用于三相電壓源型并網(wǎng)逆變器的無沖擊電流并網(wǎng)方法，包括下列步驟：
[0007] (1)斷開并網(wǎng)開關(guān)；
[0008] (2)在三相逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)采集三相電網(wǎng)相電壓：A相電壓UA，B相電壓U B，C 相電壓Uc ;在并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集三相逆變器輸出相電壓：A相電壓Ua，B相電壓Ub，C相電 壓U。，在并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集逆變器輸出的三相電流I A，IB，Ic，經(jīng)過Clarke變換得到α軸 電流分量Ια，β軸電流分量I e ;
[0009] (3)通過三相鎖相環(huán)算法將電網(wǎng)三相電壓矢量定向在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的D軸 上，計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系D軸與靜止三相坐標(biāo)系下A軸的夾角Θ ;
[0010] ⑷用Θ對從并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集到的三相逆變器輸出相電壓進(jìn)行DQ變換，得到 逆變器側(cè)D軸電壓分量U<^PQ軸電壓分量Uq;利用Θ對從并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)采集到的三相電 網(wǎng)相電壓進(jìn)行DQ變換；得到網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量U D和Q軸電壓分量UQ ;
[0011] (5)設(shè)置D軸電壓調(diào)節(jié)單元，對D軸電壓分量進(jìn)行控制：利用計(jì)算得到的逆變器側(cè) D軸電壓分量Ud和電網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量UD進(jìn)行比較，得到電壓差；對電壓差進(jìn)行比例積分調(diào) 節(jié)，D軸電壓調(diào)節(jié)單元的輸出為Udwt ;設(shè)置Q軸電壓調(diào)節(jié)單元，對Q軸電壓分量進(jìn)行控制：利 用計(jì)算得到的逆變器側(cè)Q軸電壓分量U,和電網(wǎng)側(cè)Q軸電壓分量UQ進(jìn)行比較，得到電壓差； 對電壓差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，Q軸電壓調(diào)節(jié)單元的輸出為U_ t ;
[0012] (6)將Udwt和U_t進(jìn)行Park反變換，分別得到α軸分量U a wt和β軸分量Ue QUt ;
[0013] (7)設(shè)置α軸電流調(diào)節(jié)單元，對α軸電流分量進(jìn)行控制：設(shè)置這一電流調(diào)節(jié)單元 參考值為I aMf ;在并網(wǎng)前將Ua()Ut賦值給Iaraf作為參考值，與Ια進(jìn)行比較得到電流差值； 對電流差值進(jìn)行比例諧振調(diào)節(jié)，得到a軸輸出I awt;
[0014] 再設(shè)置β軸電流調(diào)節(jié)單元，對β軸電流分量進(jìn)行控制：設(shè)置這一電流調(diào)節(jié)單元參 考值為I eref，在并網(wǎng)前將U0()Ut賦值給I0Mf作為參考值與，Ie進(jìn)行比較得到電流差值；對電 流差值進(jìn)行比例諧振調(diào)節(jié)，得到β軸輸出;
[0015] (8)將Iawt和I0()Ut進(jìn)行Clarke反變換，轉(zhuǎn)換為三相靜止坐標(biāo)系下的參考信號 IAMf，IBMf，;根據(jù)IAMf，IBMf，的輸出分別調(diào)節(jié)三相半橋電路的驅(qū)動信號的占空比，驅(qū) 動主回路逆變輸出交流電；
[0016] (9)并網(wǎng)前按照以上的步驟（2)至（8)運(yùn)行，當(dāng)在連續(xù)不少于5個(gè)交流周期中均判 定網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量U D與逆變器側(cè)D軸電壓分量Ud差的絕對值之小于閥值Umax后，可認(rèn)為 逆變器輸出的三相空載電壓完全跟隨并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)的三相電壓；滿足之上條件后，發(fā)出合 閘并網(wǎng)信號并在發(fā)出信號后持續(xù)運(yùn)行步驟（2)至（8)不少于20ms，以確保并網(wǎng)斷路器可靠 閉合；
[0017] (10)確定并網(wǎng)斷路器可靠閉合后，將α軸電流調(diào)節(jié)單元的參考值ΙαΜ?和β軸電 流調(diào)節(jié)單元的參考值I 0Mf分別置為由穩(wěn)態(tài)輸出功率計(jì)算得到的a軸參考值ImliM_aMf和 β軸參考值ImliM_eMf，逆變器將逐步調(diào)節(jié)到穩(wěn)態(tài)的恒功率輸出狀態(tài)。
[0018] 本發(fā)明可在逆變器并網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)對沖擊電流的有效抑制，使得其在并網(wǎng)輸出電流的 逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1基于LCL濾波器的電壓源型逆變器結(jié)構(gòu)及并網(wǎng)控制方法示意圖。
[0020] 圖2并網(wǎng)控制方法流程圖。
[0021] 圖3實(shí)際采用無沖擊電流并網(wǎng)方法在并網(wǎng)過程中的三相電流波形。
[0022] 圖4實(shí)際采用無沖擊電流并網(wǎng)方法在并網(wǎng)過程中的A相電流波形。
[0023] 附圖中及文字中各標(biāo)號的含義：
[0024] 為IGBT開關(guān)管，其組成三相電壓源型逆變器；
[0025] Ls，Lg，C，R為構(gòu)成三相LCL型濾波器的電感，電容和電阻；
[0026] IA為A相電流采樣值，IB為B相電流采樣值，I。為C相電流采樣值；
[0027] UA為電網(wǎng)側(cè)A相電壓，UB為電網(wǎng)側(cè)B相電壓，Uc為電網(wǎng)側(cè)C相電壓；
[0028] Ua為逆變器側(cè)A相電壓，Ub為逆變器側(cè)B相電壓，U。為逆變器側(cè)C相電壓。
[0029] Ια為IA，IB，Ic經(jīng)過Clarke變換得到的α軸電流分量，1 0為相同方法得到的β 軸電流分量；
[0030] UD為UA，UB，Uc經(jīng)過DQ變換后得到的D軸電壓分量，U Q為同理得到的Q軸電壓分 量；
[0031] UdSUa，Ub，U。經(jīng)過DQ變換后得到的D軸電壓分量，U,為同理得到的Q軸電壓分 量；
[0032] Ud()Ut為D軸比例積分控制器調(diào)節(jié)D軸電壓輸入U(xiǎn)d和參考UD得到的輸出，U_ t為Q 軸比例積分控制器調(diào)節(jié)Q軸電壓輸入U(xiǎn),和參考UQ得到的輸出；
[0033] Ua _為Ud()Ut和U_t進(jìn)行反Clarke變換，得到的α軸分量，Ue wt為同理得到的β 軸分量；
[0034] Imline "ef是由恒功運(yùn)行方式計(jì)算得到的穩(wěn)態(tài)電流輸出在α軸上的電流參考值； 是由恒功運(yùn)行方式計(jì)算得到的穩(wěn)態(tài)電流輸出在β軸上的電流參考值；
[0035] IaMf是α軸上比例諧振控制單元的參考值。I0Mf是β軸上比例諧振控制單元 的參考值；
[0036] 1_是a軸上比例諧振控制單元的輸出。10_是β軸上比例諧振控制單元的 輸出；
[0037] Ue"控制量Ud與作為參考的UD的差的絕對值；
[0038] U_是判定是否可以并網(wǎng)的閥值；
[0039] Break是并網(wǎng)短路器控制信號，0表示打開并網(wǎng)斷路器，1表示閉合并網(wǎng)斷路器； [0040] i，j為程序中的計(jì)數(shù)值；m，η為計(jì)數(shù)上限。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。這一并網(wǎng)方法針對利用輸出電流作為 內(nèi)環(huán)控制的三相電壓源型逆變器，解決其在并網(wǎng)瞬時(shí)產(chǎn)生沖擊電流的問題。針對這一控制 類型的逆變器在并網(wǎng)前無法取得相關(guān)電流量從而在并網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生控制失效的問題，本發(fā)明通 過切換控制策略的方式實(shí)現(xiàn)這一類型逆變器的無沖擊并網(wǎng)控制。一次回路拓?fù)浜涂刂葡到y(tǒng) 結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0042] 通常根據(jù)逆變器采用的濾波器不同，其電流內(nèi)環(huán)控制策略也不相同，本方法中采 用了用于LCL濾波器的比例諧振控制方法來說明這一并網(wǎng)控制流程，但其基本原理也適用 于采用比例積分控制器來進(jìn)行電流控制的并網(wǎng)逆變器。
[0043] 實(shí)現(xiàn)這一并網(wǎng)方法基本上來說需要以下三個(gè)個(gè)單元：電壓調(diào)節(jié)單元，電流調(diào)節(jié)單 元以及并網(wǎng)控制單元。
[0044] 1、電壓調(diào)節(jié)單元：
[0045] 電壓調(diào)節(jié)單元是基于兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的比例積分控制實(shí)現(xiàn)的。電壓調(diào)節(jié)單元的基 本任務(wù)是在并網(wǎng)前向電流控制單元提供參考值。電壓調(diào)節(jié)引入的控制量是逆變器側(cè)輸出的 三相相電壓u a，Ub，U。經(jīng)過DQ變化得到的Ud，U,。由于存在兩個(gè)控制量，設(shè)置兩個(gè)電壓控制 單元對D軸和Q軸電壓分別進(jìn)行控制。分別采用電網(wǎng)側(cè)三相相電壓U A，UB，U。進(jìn)過DQ變化 得到的UD，UQ作為參考值。利用基本的比例積分控制器根據(jù)控制量和參考值的差計(jì)算得到 輸出 Udwt，u_t。
[0046] 2、電流調(diào)節(jié)單元：
[0047] 電流調(diào)節(jié)單元是基于兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的比例諧振控制實(shí)現(xiàn)的。電流調(diào)節(jié)的基 本任務(wù)是直接控制三相電壓源型逆變器參考波形的生成，使其輸出的電流滿足控制器的要 求。在穩(wěn)定并網(wǎng)情況下，電流調(diào)節(jié)單元的參考值是按照恒功率輸出的要求計(jì)算得到的 araf，;而在并網(wǎng)前參考值是由電壓調(diào)節(jié)單元的輸出提供的。
[0048] 電流調(diào)節(jié)單元的輸入Ia，Ie為IA，I B，Ic經(jīng)過Clarke變換得到的，設(shè)置兩個(gè)相同 的比例諧振調(diào)節(jié)單元實(shí)現(xiàn)電流控制。在并網(wǎng)前由于電壓調(diào)節(jié)單元輸出U d()Ut，&_是在兩相 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下產(chǎn)生的，因此這必須經(jīng)過反Clarke變換得到Ua(Mt, U0()Ut。作為電流調(diào)節(jié)單元 的參考值。
[0049] 通過比例諧振控制器的調(diào)節(jié)，電流調(diào)節(jié)單元輸出1_，I0(Mt。這兩個(gè)值將作為驅(qū) 動主回路IGBT的PWM脈沖生成的參考。
[0050] 3、并網(wǎng)控制單元：
[0051] 并網(wǎng)控制單元是本專利中并網(wǎng)方法的核心。其主要功能是判斷逆變器輸出電壓是 否符合并網(wǎng)條件，并在滿足并網(wǎng)條件的基礎(chǔ)上給出斷路器閉合命令同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制方式的切 換。
[0052] 并網(wǎng)斷路器打開，設(shè)定電流調(diào)節(jié)單元的參考值I a Mf，I e 為兩個(gè)電壓調(diào)節(jié)單元輸 出經(jīng)過Park反變換得到的Ua()Ut，U0()Ut。求逆變器側(cè)相電壓D軸分量U d和電網(wǎng)側(cè)相電壓D 軸分量UD差的絕對值，命名為。當(dāng)滿足連續(xù)η個(gè)控制周期小于預(yù)設(shè)的閥值Umax后， 判定逆變器輸出電壓完全跟隨網(wǎng)側(cè)電壓，發(fā)出并網(wǎng)斷路器閉合命令。
[0053] 在發(fā)出閉合命令后，應(yīng)當(dāng)保持m個(gè)周期控制策略不變，以使斷路器可靠閉合。在完 成并網(wǎng)動作之后，設(shè)定電流調(diào)節(jié)單元的參考值I aMf，I0Mf為恒功率輸出的要求計(jì)算得到的 I〇nline-a ref? I online-β ref? 逆變器開始運(yùn)行在穩(wěn)態(tài)恒功率輸出狀態(tài)。圖2展示了并網(wǎng)控制單元的 流程圖，其利用循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上述功能。
[0054] 圖3和圖4展示了本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中的情況。按照圖1所示的結(jié)構(gòu)搭建的并網(wǎng) 逆變器采用本發(fā)明提出的方法進(jìn)行并網(wǎng)操作。從圖3中可以看到在0. Is時(shí)刻控制器在判 定符合并網(wǎng)條件后發(fā)出閉合并網(wǎng)開關(guān)命令，之后維持電壓外環(huán)運(yùn)行4個(gè)交流周期，這一時(shí) 間由并網(wǎng)開關(guān)的可靠導(dǎo)通時(shí)間決定，通常不少于一個(gè)交流周期?？梢钥吹接捎谶@一段時(shí)間 逆變器輸出電壓始終跟蹤電網(wǎng)電壓因此輸出電流很小。之后，切換外環(huán)為恒功率運(yùn)行控制， 此時(shí)電流開始增加直到其達(dá)到預(yù)設(shè)穩(wěn)定值。圖4單獨(dú)展示A相電流在這一過程中的變化， B相和C相電流波形與之類似。通過實(shí)驗(yàn)實(shí)測得到的波形可以充分說明本方法可以有效抑 制并網(wǎng)沖擊電流。
[0055] 本發(fā)明的用于三相電壓源型并網(wǎng)逆變器的無沖擊電流并網(wǎng)方法的具體步驟如 下：
[0056] (1)斷開并網(wǎng)開關(guān)；
[0057] (2)在三相逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)采集三相電網(wǎng)相電壓：A相電壓UA，B相電壓U B，C 相電壓Uc ;在并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集三相逆變器輸出相電壓：A相電壓Ua，B相電壓Ub，C相電 壓U。，在并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集逆變器輸出的三相相電流I A，IB，Ic，經(jīng)過Clarke變換得到α 軸電流分量Ια，β軸電流分量Ie ;
[0058] (3)通過三相鎖相環(huán)算法將電網(wǎng)三相電壓矢量定向在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的D軸 上，通過計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系D軸與靜止三相坐標(biāo)系下A軸的夾角Θ [1，2];
[0059] (4)用Θ對從并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集到的三相逆變器輸出相電壓進(jìn)行DQ變換，得到 逆變器側(cè)D軸電壓分量U<^PQ軸電壓分量U q;利用Θ對從并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)采集到的三相電 網(wǎng)相電壓進(jìn)行DQ變換；得到網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量UD和Q軸電壓分量U Q ;
[0060] (5)設(shè)置D軸電壓調(diào)節(jié)單元，對D軸電壓分量進(jìn)行控制：利用計(jì)算得到的逆變器側(cè) D軸電壓分量Ud和電網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量UD進(jìn)行比較，得到電壓差；對電壓差進(jìn)行比例積分調(diào) 節(jié)，D軸電壓調(diào)節(jié)單元的輸出為U dwt ;設(shè)置Q軸電壓調(diào)節(jié)單元，對Q軸電壓分量進(jìn)行控制：利 用計(jì)算得到的逆變器側(cè)Q軸電壓分量U,和電網(wǎng)側(cè)Q軸電壓分量UQ進(jìn)行比較，得到電壓差； 對電壓差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，Q軸電壓調(diào)節(jié)單元的輸出為U_ t ;
[0061] (6)將Udwt和U_t進(jìn)行Park反變換，分別得到α軸分量υ α wt和β軸分量Ue QUt ;
[0062] (7)設(shè)置α軸電流調(diào)節(jié)單元，對α軸電流分量進(jìn)行控制：設(shè)置這一電流調(diào)節(jié)單元 參考值為I aMf ;在并網(wǎng)前將Ua()Ut賦值給Iaraf作為參考值，與Ια進(jìn)行比較得到電流差值； 對電流差值進(jìn)行比例諧振調(diào)節(jié)，得到a軸輸出I awt;
[0063] 再設(shè)置β軸電流調(diào)節(jié)單元，對β軸電流分量進(jìn)行控制：設(shè)置這一電流調(diào)節(jié)單元參 考值為I eref，在并網(wǎng)前將U0()Ut賦值給I0Mf作為參考值與，Ie進(jìn)行比較得到電流差值；對電 流差值進(jìn)行比例諧振調(diào)節(jié)，得到β軸輸出;
[0064] (8)將Iawt和I0()Ut進(jìn)行Clarke反變換，轉(zhuǎn)換為三相靜止坐標(biāo)系下的參考信號 IAMf，IBMf，;根據(jù)IAMf，IBMf，的輸出分別調(diào)節(jié)三相半橋電路的驅(qū)動信號的占空比，驅(qū) 動主回路逆變輸出交流電；
[0065] (9)并網(wǎng)前按照以上的步驟（2)至（8)運(yùn)行，當(dāng)在連續(xù)不少于5個(gè)交流周期中均判 定網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量U D與逆變器側(cè)D軸電壓分量Ud差的絕對值之小于閥值Umax后，可認(rèn)為 逆變器輸出的三相空載電壓完全跟隨并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)的三相電壓；滿足之上條件后，發(fā)出合 閘并網(wǎng)信號并在發(fā)出信號后持續(xù)運(yùn)行步驟（2)至（8)不少于20ms以確保并網(wǎng)斷路器可靠 閉合；
[0066] (10)確定并網(wǎng)斷路器可靠閉合后，將α軸電流調(diào)節(jié)單元的參考值IaMf和β軸電 流調(diào)節(jié)單元的參考值I 0Mf分別置為由穩(wěn)態(tài)輸出功率計(jì)算得到的a軸參考值ImliM_aMf和 β軸參考值ImliM_eMf，逆變器將逐步調(diào)節(jié)到穩(wěn)態(tài)的恒功率輸出狀態(tài)。
[0067] 上述"【具體實(shí)施方式】"里涉及到的參考文獻(xiàn)的出處如下：
[0068] [1]Chung S K. Phase-locked loop for grid-connected three-phase power conversion systems[C]//Electric Power Applications, IEE Proceedings-. IET，2000, 147(3) :213-219.
[0069] [2]Kaura V，Blasko V. Operation of a phase locked loop system under distorted utility conditions[C]//Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1996.APEC'96. Conference Proceedings 1996., Eleventh Annual. IEEE，1996, 2:703-708.
【權(quán)利要求】
1. 一種用于三相電壓源型并網(wǎng)逆變器的無沖擊電流并網(wǎng)方法，包括下列步驟： (1) 斷開并網(wǎng)開關(guān)； (2) 在三相逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)采集三相電網(wǎng)相電壓：A相電壓UA，B相電壓UB，C相電 壓U c ;在并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集三相逆變器輸出相電壓：A相電壓Ua，B相電壓Ub，C相電壓U。， 在并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集逆變器輸出的三相電流I A，IB，Ic，經(jīng)過Clarke變換得到α軸電流 分量Ια，β軸電流分量I e ; (3) 通過三相鎖相環(huán)算法將電網(wǎng)三相電壓矢量定向在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的D軸上， 計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系D軸與靜止三相坐標(biāo)系下A軸的夾角Θ ; (4) 用Θ對從并網(wǎng)點(diǎn)逆變器側(cè)采集到的三相逆變器輸出相電壓進(jìn)行DQ變換，得到逆變 器側(cè)D軸電壓分量U<^PQ軸電壓分量U q;利用Θ對從并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)采集到的三相電網(wǎng)相 電壓進(jìn)行DQ變換；得到網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量UD和Q軸電壓分量U Q ; (5) 設(shè)置D軸電壓調(diào)節(jié)單元，對D軸電壓分量進(jìn)行控制：利用計(jì)算得到的逆變器側(cè)D軸 電壓分量Ud和電網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量U D進(jìn)行比較，得到電壓差；對電壓差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)， D軸電壓調(diào)節(jié)單元的輸出為Ud()Ut ;設(shè)置Q軸電壓調(diào)節(jié)單元，對Q軸電壓分量進(jìn)行控制：利用 計(jì)算得到的逆變器側(cè)Q軸電壓分量U,和電網(wǎng)側(cè)Q軸電壓分量UQ進(jìn)行比較，得到電壓差；對 電壓差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，Q軸電壓調(diào)節(jié)單元的輸出為U_ t ; (6) 將仏_和1_進(jìn)行？&4反變換，分別得到〇軸分量1(^和@軸分量化(^ ; (7) 設(shè)置α軸電流調(diào)節(jié)單元，對α軸電流分量進(jìn)行控制：設(shè)置這一電流調(diào)節(jié)單元參考 值為IaMf ;在并網(wǎng)前將Uawt賦值給IaMf作為參考值，與Ια進(jìn)行比較得到電流差值；對電 流差值進(jìn)行比例諧振調(diào)節(jié)，得到a軸輸出I awt ; 再設(shè)置β軸電流調(diào)節(jié)單元，對β軸電流分量進(jìn)行控制：設(shè)置這一電流調(diào)節(jié)單元參考值 為Ieref，在并網(wǎng)前將U0()Ut賦值給I0Mf作為參考值，與I e進(jìn)行比較得到電流差值；對電流 差值進(jìn)行比例諧振調(diào)節(jié)，得到β軸輸出; (8) 將Iawt和I0(Mt進(jìn)行Clarke反變換，轉(zhuǎn)換為三相靜止坐標(biāo)系下的參考信號IAref， IBMf，;根據(jù)Itof，IBMf，的輸出分別調(diào)節(jié)三相半橋電路的驅(qū)動信號的占空比，驅(qū)動主 回路逆變輸出交流電； (9) 并網(wǎng)前按照以上的步驟（2)至（8)運(yùn)行，當(dāng)在連續(xù)不少于5個(gè)交流周期中均判定 網(wǎng)側(cè)D軸電壓分量UD與逆變器側(cè)D軸電壓分量U d差的絕對值之小于閥值Umax后，可認(rèn)為逆 變器輸出的三相空載電壓完全跟隨并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)側(cè)的三相電壓；滿足之上條件后，發(fā)出合閘 并網(wǎng)信號并在發(fā)出信號后持續(xù)運(yùn)行步驟（2)至（8)不少于20ms，以確保并網(wǎng)斷路器可靠閉 合； (10) 確定并網(wǎng)斷路器可靠閉合后，將α軸電流調(diào)節(jié)單元的參考值IaMf和β軸電流調(diào) 節(jié)單元的參考值I0Mf分別置為由穩(wěn)態(tài)輸出功率計(jì)算得到的a軸參考值β軸 參考值ImliM_ eMf，逆變器將逐步調(diào)節(jié)到穩(wěn)態(tài)的恒功率輸出狀態(tài)。
【文檔編號】H02J3/38GK104218605SQ201410430914
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李永麗, 靳偉, 張瑋亞, 孫廣宇, 李小葉 申請人:天津大學(xué)