1.一種基于虛擬同步坐標(biāo)系電流解耦的電壓源逆變器控制方法,包括如下步驟:
步驟(1)采集電壓源逆變器的三相電網(wǎng)電壓、三相輸出電流;通過對所述的三相電網(wǎng)電壓和三相輸出電流進(jìn)行Clarke變換,對應(yīng)得到靜止α-β坐標(biāo)系下的電網(wǎng)電壓矢量Ugαβ和輸出電流矢量Igαβ;
步驟(2)利用虛擬相位角θ對電網(wǎng)電壓矢量Ugαβ和輸出電流矢量Igαβ進(jìn)行Park變換,對應(yīng)得到以虛擬相位角θ為基礎(chǔ)的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電網(wǎng)電壓矢量Ugdq和輸出電流矢量Igdq;
步驟(3)根據(jù)所述的電網(wǎng)電壓矢量Ugdq和有功、無功功率指令PgRef、QgRef,利用瞬時(shí)功率理論,計(jì)算在虛擬同步坐標(biāo)系中逆變器dq軸電流指令igdRef、igqRef;
步驟(4)結(jié)合在虛擬同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的實(shí)際輸出電流矢量Igdq,通過誤差調(diào)節(jié)解耦補(bǔ)償算法計(jì)算得到虛擬同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vgdq;
步驟(5)根據(jù)虛擬相位角θ對電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vgdq進(jìn)行Park反變換,得到靜止α-β坐標(biāo)系下的電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vrαβ,進(jìn)而通過SVPWM技術(shù)構(gòu)造得到一組PWM信號以對電壓源逆變器進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬同步坐標(biāo)系電流解耦的電壓源逆變器控制方法,其特征在于:所述的虛擬相位角θ是一周期為20ms幅值為2π的鋸齒波狀的相角信號,表示為θ=ωt(ω=2π×50=100π)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬同步坐標(biāo)系電流解耦的電壓源逆變器控制方法,其特征在于:所述的步驟(2)中根據(jù)以下算式對電網(wǎng)電壓矢量Ugαβ和輸出電流矢量Igαβ進(jìn)行Park變換:
其中:ugd和ugq分別為電網(wǎng)電壓矢量Ugdq的d軸分量和q軸分量,igd和igq分別為輸出電流矢量Igdq的d軸分量和q軸分量,ugα和ugβ分別為電網(wǎng)電壓矢量Ugαβ的α軸分量和β軸分量,igα和igβ分別為輸出電流矢量Igαβ的α軸分量和β軸分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬同步坐標(biāo)系電流解耦的電壓源逆變器控制方法,其特征在于:所述的步驟(3)中根據(jù)以下算式計(jì)算電壓源逆變器的dq軸電流指令igdRef、igqRef:
其中:PgRef和QgRef分別為給定的逆變器有功功率參考值、無功功率參考值,ugd和ugq分別為電網(wǎng)電壓矢量Ugdq的d軸分量和q軸分量,Ug為電網(wǎng)電壓矢量Ugdq的幅值;
計(jì)算PgRef值,PgRef>0表示電壓源逆變器向電網(wǎng)輸出有功功率,PgRef<0表示電壓源逆變器從電網(wǎng)吸收有功功率;
計(jì)算QgRef值,QgRef>0表示電壓源逆變器提供容性無功功率,QgRef<0表示電壓源逆變器提供感性無功功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬同步坐標(biāo)系電流解耦的電壓源逆變器控制方法,其特征在于:所述的步驟(4)中通過誤差調(diào)節(jié)解耦補(bǔ)償算法計(jì)算電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vgdq的具體方法如下:
首先,使給定的目標(biāo)電流指令igdref和igqref分別減去逆變器輸出電流dq軸分量igd、igq,對應(yīng)得到電流誤差信號Δigd和Δigq;
然后,對電流誤差信號Δigd和Δigq進(jìn)行PI調(diào)節(jié)與計(jì)算,得到虛擬同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓調(diào)節(jié)矢量V′gdq;
最后,對電壓調(diào)節(jié)矢量V′gdq進(jìn)行解耦補(bǔ)償,得到虛擬同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vgdq。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于虛擬同步坐標(biāo)系電流解耦的電壓源逆變器控制方法,其特征在于:根據(jù)以下算式對電流誤差信號Δigd和Δigq進(jìn)行PI調(diào)節(jié):
v'gd=CPI(s)Δigd
v'gq=CPI(s)Δigq
其中:v′gd和v′gq分別為PI調(diào)節(jié)器輸出矢量V′gdq的d軸分量和q軸分量,Kp為比例系數(shù),Ki為積分系數(shù),s為拉普拉斯算子。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于虛擬同步坐標(biāo)系電流解耦的電壓源逆變器控制方法,其特征在于:根據(jù)以下算式對電壓調(diào)節(jié)矢量Vgdq進(jìn)進(jìn)行計(jì)算解耦補(bǔ)償:
其中:ugd和ugq分別為電網(wǎng)電壓矢量Ugdq的d軸分量和q軸分量,v'gd和v'gq分別為PI調(diào)節(jié)器輸出矢量V′gdq的d軸分量和q軸分量,vgd和vgq分別為電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vgdq的d軸分量和q軸分量,Lg為電壓源逆變器網(wǎng)側(cè)進(jìn)線電感值,ω=100π。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬同步坐標(biāo)系電流解耦的電壓源逆變器控制方法,其特征在于:所述的步驟(5)中根據(jù)以下算式對電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vgdq進(jìn)行Park反變換:
其中:vgd和vgq分別電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vgdq的d軸分量和q軸分量,Vgα和Vgβ分別為電壓源逆變器交流輸出電壓指令Vgαβ的α軸分量和β軸分量。