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专利号: 2021102516486
申请人: 南京工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,包括以下过程:

采集逆变器的输出电压、输出电流和微电网的PCC电压,分别对采集的电压电流进行基波和谐波分离,获得对应的基波和谐波分量;

基于获得的逆变器输出电压和输出电流的基波分量,计算得到基波域逆变器瞬时有功和无功,对基波域逆变器瞬时有功和无功采用虚拟同步电机控制,得到电压外环参考电压的基波分量;

基于获得的PCC电压和逆变器输出电流的谐波分量,引入自适应谐波补偿环和谐波虚拟阻抗相结合,得到电压外环参考电压的谐波分量;

基于获得的电压外环参考电压的基波和谐波分量,计算得到电压外环参考电压,针对电压外环参考电压,采用逆变器电压外环电流内环双环控制,得到逆变器三相逆变桥的控制电压。

2.根据权利要求1所述的一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,所述基波和谐波分离是通过带通滤波器实现的。

3.根据权利要求2所述的一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,所述基波和谐波分离的计算公式为:逆变器输出电流io的基波和谐波分量计算公式为:其中, 和 为逆变器输出电流io的基波和谐波分量,ζ为带通滤波器阻尼系数,ω为逆变器基波电角速度实际值。

4.根据权利要求1所述的一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,所述基于获得的逆变器输出电压和输出电流的基波分量,计算得到基波域逆变器瞬时有功和无功,包括:

基于得到的逆变器输出电压uo和输出电流io的基波分量,计算VSG控制所采用的基波域f f

逆变器瞬时有功P和无功Q,公式为:式中, 为逆变器输出电压基波分量 的dq分量, 为逆变器输出电流基波分量 的dq分量。

5.根据权利要求1所述的一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,所述对基波域逆变器瞬时有功和无功采用虚拟同步电机控制,得到电压外环参考电压的基波分量,包括:

f f

基于基波域逆变器瞬时有功P和无功Q,VSG控制方程为:式中,P0为逆变器额定有功,kω为有功下垂系数,ω为逆变器电角速度实际值,Pref为逆变器给定参考有功,ω0为逆变器额定电角速度,J为转动惯量,D为VSG控制阻尼系数,U0为逆变器额定电压幅值,nQ为无功下垂系数,Q0为逆变器额定无功,Uref为逆变器给定参考电压幅值;ku为PCC电压调节系数;

根据式(5)可得VSG给定的基波域电压参考值为:式中,θ为逆变器相角, t表示时间, 为逆变器初始相角;

进一步引入基波域虚拟阻抗 得到电压外环参考电压的基波分量 为:其中,基波域虚拟阻抗 为 的电阻部分, 为 的电感部分。

6.根据权利要求1所述的一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,所述基于获得的PCC电压和逆变器输出电流的谐波分量,引入自适应谐波补偿环和谐波虚拟阻抗相结合,得到电压外环参考电压的谐波分量,包括:基于获得的PCC电压和逆变器输出电流的谐波分量,引入自适应谐波补偿环,得到自适应谐波补偿环得到的补偿量;

基于自适应谐波补偿环得到的补偿量和逆变器输出电流的谐波分量,引入谐波虚拟阻抗相结合,得到电压外环参考电压谐波分量。

7.根据权利要求1所述的一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,所述基于获得的PCC电压和逆变器输出电流的谐波分量,引入自适应谐波补偿环和谐波虚拟阻抗相结合,得到电压外环参考电压的谐波分量,包括:电压外环参考电压谐波分量中引入自适应谐波补偿环,则自适应谐波补偿环得到的补偿量Uh表达为:

式中,kh为谐波补偿系数, kih为自适应谐波补偿系数, 为PCC电压upcc的谐波分量;为逆变器输出电流谐波分量;

引入谐波域虚拟阻抗,电压外环参考电压uref谐波分量 为:式中, 为谐波域虚拟阻抗。

8.根据权利要求7所述的一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,所述自适应谐波补偿系数kih的取值范围为:自适应谐波补偿系数要满足以下要求:其中,U0为逆变器额定电压幅值,I0为逆变器额定电流值。

9.根据权利要求7所述的一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制方法,其特征是,所述自适应谐波补偿系数和谐波虚拟阻抗还需满足:多个逆变器之间,逆变器额定功率、自适应补偿系数和谐波虚拟阻抗之间的关系为:式中,Sn为第n台逆变器的额定功率, 为第n台逆变器的谐波虚拟阻抗,kihn为第n台逆变器的自适应补偿系数。

10.一种含非线性负荷孤岛微电网谐波抑制的逆变器控制装置,其特征是,包括:基波谐波分离模块,用于采集逆变器的输出电压、输出电流和微电网的PCC电压,分别对采集的电压电流进行基波和谐波分离,获得对应的基波和谐波分量;

基波分量计算模块,用于基于获得的逆变器输出电压和输出电流的基波分量,计算得到基波域逆变器瞬时有功和无功,对基波域逆变器瞬时有功和无功采用虚拟同步电机控制,得到电压外环参考电压的基波分量;

谐波分量计算模块,用于基于获得的PCC电压和逆变器输出电流的谐波分量,引入自适应谐波补偿环和谐波虚拟阻抗相结合,得到电压外环参考电压的谐波分量;

控制电压计算模块,用于基于获得的电压外环参考电压的基波和谐波分量,计算得到电压外环参考电压,针对电压外环参考电压,采用逆变器电压外环电流内环双环控制,得到逆变器三相逆变桥的控制电压。