一種微網儲能的變流器控制方法技術

本發明專利技術公開了一種微網儲能的變流器控制方法，包括微網儲能變流器、電壓外環和電流內環三個部分。本發明專利技術提出融合了前饋解耦控制的電網電壓定向雙閉環控制策略，在三相電壓源型變流器(d，q)坐標系數學模型的基礎上，以電網電壓矢量定向并同步旋轉，電流內環采用前饋解耦直接電流控制，解耦了有功電流與無功電流，提高了內環電流的跟蹤速度與精度，同時加速了外環電壓的響應速度。仿真結果表明，變流器系統響應速度快、網側電流諧波含量低、直流側電壓穩定且紋波電壓小，能以單位功率因數雙向運行。提出的控制方法可行有效，具有應用參考價值。

Inverter control method for micro grid energy storage

The invention discloses a converter control method for micro grid energy storage, comprising a micro grid energy storage converter, a voltage outer loop and an electric current inner loop three parts. The present invention combines grid voltage oriented feedforward decoupling control double loop control strategy in three-phase voltage source converter (D, q) coordinate system based on the mathematical model of the grid voltage vector orientation and synchronous rotation, the current loop and the feedforward decoupling of direct current control, decoupling the active and reactive currents. To improve the tracking speed and precision of inner current loop, outer loop voltage and the response speed was accelerated. The simulation results show that the converter system has fast response speed, low harmonic current on the network side, stable DC side voltage and small ripple voltage, and can operate in a bidirectional manner with unity power factor. The proposed control method is feasible and effective, and has practical reference value.

【技術實現步驟摘要】
一種微網儲能的變流器控制方法所屬
本專利技術涉及一種微網儲能變流器，尤其涉及一種微網儲能的變流器控制方法。
技術介紹
隨著經濟的發展，環境污染與能源短缺成為世界各國都面臨的嚴重問題，這使得太陽能、風能等可再生能源迅速發展。二極管不可控整流器以及晶閘管的相控整流器具有輸入電流畸變嚴重、功率因數低、易造成電磁干擾等缺陷而被日漸淘汰。PWM整流器因具有系統動態響應速度快、諧波含量低、功率因數高等優勢。隨著整流器技術的發展,三電平PWM整流器可以使耐壓低、工作電流小的功率器件工作在高壓大功率場合,并且能夠比兩電平更加顯著的降低電流諧波而受到了廣泛的關注。太陽能、風能等分布式發電能源具有隨機性、間歇性與可調度性差的特點。因此，為了最大限度地發揮分布式發電技術的經濟性，實現能夠自我控制、保護與管理的微網開始受到廣泛關注。其中，儲能系統對改善微網電能質量、削峰填谷、不間斷供電等方面具有非常重要的作用，是微網穩定運行的關鍵。變流器作為儲能系統的對外接口，承擔著能量雙向流動的重要職責，其性能的好壞直接影響到整個微網系統的運行狀況。傳統PWM變流器功率開關損耗較大、電流諧波含量高、網側功率因數低且直流電壓紋波大，不宜用于微網儲能系統。
技術實現思路
為了克服微網儲能變流器的動、靜態性能存在的難題，本專利技術提出一種微網儲能的變流器控制方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：本專利技術微網儲能變流器整體采用基于電網電壓定向的矢量控制方式，并結合電壓電流雙閉環控制方法。微網儲能的變流器控制方法包括微網儲能變流器、電壓外環和電流內環三個部分。所述微網儲能變流器由六個IGBT開關管組成的橋式電路組成，并采用PWM調制的方式進行控制。所述電壓外環主要控制并穩定直流側輸出電壓，采用PI控制。所述電流內環控制網側電流使其正弦化，并控制系統的有功功率和無功功率。本專利技術的有益效果是：提出融合了前饋解耦控制的電網電壓定向雙閉環控制策略，在三相電壓源型變流器(d，q)坐標系數學模型的基礎上，以電網電壓矢量定向并同步旋轉，電流內環采用前饋解耦直接電流控制，解耦了有功電流與無功電流，提高了內環電流的跟蹤速度與精度，同時加速了外環電壓的響應速度。仿真結果表明，變流器系統響應速度快、網側電流諧波含量低、直流側電壓穩定且紋波電壓小，能以單位功率因數雙向運行。提出的控制方法可行有效，具有應用參考價值。附圖說明圖1微網儲能變流器。圖2變流器整體控制結構。圖3電流內環控制結構。圖4電壓外環控制結構。具體實施方案圖1中，圖中為網側相電壓，ia\b\c為網側相電流；為網側電感；r\*MERGEFORMAT為交流側等效電阻；c\*MERGEFORMAT為直流側電容；udc為直流側電壓；idc為直流側電流；rl為直流側等效電阻；il為直流側等效電阻電流。定義sj為變流器單極性二值邏輯開關函數，則sj=1，上橋臂導通，下橋臂關斷；sj=0，下橋臂導通，上橋臂關斷。其中，j=a，b，c。微網儲能變流器控制的主要目的是使網側電流正弦和直流側電壓穩定，為實現目標，采用基于電網電壓定向的直接電流控制方式。采用坐標變換的方法將網側相電壓和相電流變換為兩相同步旋轉坐標系(d，q)下的直流分量。電網電壓矢量E與同步旋轉坐標系中的d軸同向重合并以電網角頻率MERGEFORMAT逆時針同步旋轉。當網側電壓恒定不變并且不考慮系統損耗時，變流器直流側電壓udc與有功電流id成正比。又因為有功功率p與id成正比，所以通過控制變流器有功電流id即有功功率p就可實現對直流側電壓udc的控制。圖2中，直流指令電壓u*dc與實測反饋值udc\*MERGEFORMAT的差值作為外環PI調節器的輸入，輸出為有功電流指令i*c。i*d為正時，變流器運行于整流狀態，其從微網交流母線上獲取電能，單位功率因數時網側相電壓與相電流相位相同；i*d為負時，變流器運行于有源逆變狀態，其向微網交流母線傳輸電能，單位功率因數時網側相電壓與相電流相位相反。電流內環主要控制網側電流使其正弦化，并控制系統的有功功率和無功功率。其根據電壓外環輸出的有功電流指令i*d\*MERGEFORMAT控制系統的有功功率，根據設定的無功電流指令i*q控制無功功率，以獲得給定的功率因數，設置i*q=0，可以實現變流器以單位功率因數運行。電流內環經PI調節器輸出信號u*d與u*q，經過\*MERGEFORMAT逆變換后，得到SVPWM調制所需的合成參考電壓\*MERGEFORMAT與u*q\*MERGEFORMAT，最終得到相應的開關管驅動信號Sa，Sb，Sc，實現對變流器的控制。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微網儲能的變流器控制方法，其特征在于：包括微網儲能變流器、電壓外環和電流內環三個部分。

【技術特征摘要】
1.一種微網儲能的變流器控制方法，其特征在于：包括微網儲能變流器、電壓外環和電流內環三個部分。2.如權利要求1所述的微網儲能的變流器控制方法，其特征在于所述微網儲能變流器由六個IGBT開關管組成的橋式電路組成，并采用PWM調制的方式進行控制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邢筱丹，
申請(專利權)人：邢筱丹，
類型：發明
國別省市：遼寧,21