本發(fā)明涉及逆變器運(yùn)行調(diào)壓，特別是一種多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們的生活水平也得快速發(fā)展與提升。電力系統(tǒng)作為社會(huì)的重要組成部分，其穩(wěn)定性、可靠性是全球研究的重要課題。輸出功率的均衡分配影響著逆變器的穩(wěn)定性以及使用壽命。而在多個(gè)逆變器并聯(lián)運(yùn)行的系統(tǒng)中，控制負(fù)載的方式取決于各個(gè)逆變器的容量參數(shù)。因此，業(yè)內(nèi)當(dāng)前的研究重點(diǎn)在于對(duì)多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)行于孤網(wǎng)模式下輸出的功率合理均分。

2、多逆變器并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)靈活性較高，有助于根據(jù)需要進(jìn)行容量擴(kuò)充，同時(shí)單個(gè)逆變器也可以獨(dú)立替換檢修，設(shè)計(jì)復(fù)雜度以及建設(shè)成本也相對(duì)較小。然而并聯(lián)結(jié)構(gòu)也將由于等效線路阻抗不匹配而帶來(lái)功率分布不均從而導(dǎo)致環(huán)流以及系統(tǒng)不穩(wěn)定等問(wèn)題。下垂控制采用的內(nèi)部功率環(huán)和內(nèi)部電壓環(huán)、電流環(huán)，共同構(gòu)成了多逆變器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其協(xié)同工作可有效抑制高頻振蕩和阻尼。但是，在傳統(tǒng)的下垂控制方法中，電網(wǎng)電壓的幅度波動(dòng)和頻率的不穩(wěn)定性將不利于逆變器之間的功率分配均勻性，同時(shí)也減慢了系統(tǒng)的響應(yīng)能力。

3、當(dāng)多逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，該方法能夠有效地改善無(wú)功功率的均分程度，減少單個(gè)逆變器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的出現(xiàn)，從而顯著降低逆變橋功率器件的損耗。同時(shí)，該方法還能夠改善系統(tǒng)電壓跌落現(xiàn)象，提高多逆變器并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。此前，張恒等在電工技術(shù)發(fā)表的改進(jìn)下垂控制的逆變器并聯(lián)運(yùn)行研究中曾進(jìn)行過(guò)在傳統(tǒng)無(wú)功電壓下垂方程的基礎(chǔ)上添加積分環(huán)節(jié)，并將下垂系數(shù)修正為包含功率的一次函數(shù)的改進(jìn)，并實(shí)現(xiàn)了一定的無(wú)功功率的均分以及系統(tǒng)電壓跌落的改善。而本專利在此基礎(chǔ)上，加入了sogi-pll預(yù)同步模塊,從而減少多逆變器之間由于相位差異引起的環(huán)流以及過(guò)負(fù)荷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本技術(shù)的說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

3、因此，本發(fā)明提供了一種多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法及系統(tǒng)，能夠解決背景技術(shù)中提到的問(wèn)題。

4、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

5、第一方面，本發(fā)明提供了一種多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法，其包括，獲取逆變器輸出側(cè)的第一數(shù)據(jù)，根據(jù)所述逆變器輸出側(cè)的第一數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)時(shí)輸出的第二數(shù)據(jù)；

6、將所述第二數(shù)據(jù)通過(guò)下垂控制得到頻率和電壓的給定值，并根據(jù)所述電壓的給定值通過(guò)電壓電流雙閉環(huán)控制得到pwm給定電壓；

7、通過(guò)sogi-pll預(yù)同步實(shí)時(shí)采集逆變器1的相位，并作為逆變器2的相位輸入。

8、作為本發(fā)明所述多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一數(shù)據(jù)包括電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、逆變器故障數(shù)據(jù)、電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)以及逆變器輸出諧波數(shù)據(jù)；

9、所述第二數(shù)據(jù)包括有功功率數(shù)據(jù)和無(wú)功功率數(shù)據(jù)；

10、計(jì)算實(shí)時(shí)輸出的第二數(shù)據(jù)包括，

11、

12、其中，p、q分別為逆變器輸出有功功率、無(wú)功功率，為功率因數(shù)角，x為線路電抗，u為逆變器輸出電壓，e為網(wǎng)側(cè)電壓；

13、引入環(huán)境參數(shù)補(bǔ)償機(jī)制對(duì)所述實(shí)時(shí)輸出的第二數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，計(jì)算公式如下：

14、

15、

16、其中，pa為補(bǔ)償后的有功功率，qa為補(bǔ)充后的無(wú)功功率，α為溫度補(bǔ)償系數(shù)，β為濕度補(bǔ)償系數(shù)，t為溫度，h為濕度。

17、作為本發(fā)明所述多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述計(jì)算實(shí)時(shí)輸出的第二數(shù)據(jù)包括，

18、根據(jù)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)輸出的功率表達(dá)式，測(cè)量輸出功率的不均勻程度g(％)，計(jì)算公式如下：

19、

20、其中，p1為逆變器1輸出功率，p2為逆變器2輸出功率，pn為系統(tǒng)額定功率。

21、作為本發(fā)明所述多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述得到電壓和頻率的給定值包括，

22、通過(guò)線路阻抗的阻感性得到下垂控制方程，當(dāng)系統(tǒng)阻抗特性為阻性或阻感性時(shí)，下垂控制方程式由有功與無(wú)功功率均分公式組成，計(jì)算公式如下：

23、

24、其中，f、u分別為逆變器輸出電壓的頻率、幅值，fn、un分別為逆變器輸出電壓的額定頻率、幅值，m、n分別為逆變器有功頻率下垂系數(shù)和無(wú)功電壓下垂系數(shù)，pn、qn分別為逆變器額定有功功率和無(wú)功功率，p、q分別為逆變器輸出有功功率、無(wú)功功率。

25、作為本發(fā)明所述多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述下垂控制通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出功率來(lái)維持電網(wǎng)的頻率和電壓在預(yù)定的范圍內(nèi)；所述下垂控制的無(wú)功調(diào)壓特性曲線中，采用以無(wú)功功率為變量的無(wú)功下垂系數(shù)變量來(lái)克服電壓跌落問(wèn)題。

26、作為本發(fā)明所述多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述pwm給定電壓的計(jì)算公式如下：

27、

28、其中，vdref、vqref為pwm電壓給定的dq軸分量，id、iq為輸出電流dq軸分量，r和l為線路阻抗；

29、所述對(duì)pwm給定電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整包括，

30、當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，設(shè)定能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的初始電壓；

31、初始化控制算法參數(shù)；通過(guò)電壓傳感器獲取當(dāng)前實(shí)際電壓，通過(guò)環(huán)境傳感器獲取當(dāng)前溫度和濕度，并根據(jù)系統(tǒng)需求或外部指令設(shè)定目標(biāo)電壓；

32、計(jì)算當(dāng)前實(shí)際電壓與目標(biāo)電壓之間的誤差，得到電壓誤差；

33、根據(jù)當(dāng)前溫度與參考溫度之間的差異乘以溫度補(bǔ)償系數(shù)，并根據(jù)當(dāng)前濕度與參考濕度之間的差異乘以濕度補(bǔ)償系數(shù)，同時(shí)將溫度補(bǔ)償值和濕度補(bǔ)償值相加，得到環(huán)境總補(bǔ)償值；

34、結(jié)合電壓誤差和環(huán)境總補(bǔ)償值，調(diào)節(jié)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)；

35、若補(bǔ)償后的電壓誤差為正值，增加能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的電壓；

36、若補(bǔ)償后的電壓誤差為負(fù)值，減少能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的電壓；

37、將調(diào)整后的電壓傳遞給pwm控制器，pwm控制器根據(jù)調(diào)整后的電壓信號(hào)，調(diào)整pwm信號(hào)的占空比，以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載或逆變器輸出電壓的精確控制。

38、作為本發(fā)明所述多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述采集逆變器1的相位包括，

39、將下垂控制單元輸出的頻率作為鎖頻環(huán)中sogi單元的輸入諧振頻率；

40、通過(guò)將鎖頻環(huán)計(jì)算得到的角頻率補(bǔ)償量加入有功功率-頻率環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)下垂控制單元輸出頻率ω，并將下垂控制單元和sogi-pll進(jìn)行結(jié)合，生成一個(gè)閉環(huán)反饋；

41、將逆變器1輸出電壓uabc通過(guò)坐標(biāo)系變換到dq0坐標(biāo)系下分量ud和uq，再分別導(dǎo)入兩個(gè)sogi-pll單元中；

42、采用逆變器1下垂控制單元有功功率-頻率環(huán)節(jié)得到的頻率作為sogi的諧振頻率，并通過(guò)兩個(gè)sogi-pll單元提取電壓分量；

43、將角頻率誤差加入到逆變器2下垂控制單元的有功功率-頻率環(huán)中，并調(diào)節(jié)下垂控制單元的輸出頻率和相位；

44、經(jīng)過(guò)線路阻抗的固定差值，使逆變器2輸出電壓追蹤逆變器1輸出電壓的頻率、相位，完成控制。

45、第二方面，本發(fā)明提供了一種多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制系統(tǒng)，其包括：數(shù)據(jù)采集計(jì)算模塊、下垂控制模塊和預(yù)同步相位控制模塊；

46、所述數(shù)據(jù)采集計(jì)算模塊用于獲取逆變器輸出側(cè)的第一數(shù)據(jù)，根據(jù)所述逆變器輸出側(cè)的第一數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)時(shí)輸出的第二數(shù)據(jù)；

47、所述下垂控制模塊用于將所述第二數(shù)據(jù)通過(guò)下垂控制得到頻率和電壓的給定值，并根據(jù)所述電壓的給定值通過(guò)電壓電流雙閉環(huán)控制得到pwm給定電壓；

48、所述預(yù)同步相位控制模塊用于通過(guò)sogi-pll預(yù)同步實(shí)時(shí)采集逆變器1的相位，并作為逆變器2的相位輸入。

49、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法的步驟。

50、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)多逆變器并聯(lián)改進(jìn)無(wú)功下垂控制方法的步驟。

51、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果為通過(guò)修正無(wú)功下垂系數(shù)為包含功率的變量，使得逆變器在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)能夠更準(zhǔn)確地分配無(wú)功功率，避免了某些逆變器承擔(dān)過(guò)多或過(guò)少無(wú)功功率的問(wèn)題，從而提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。改進(jìn)的無(wú)功下垂系數(shù)有助于平衡各個(gè)逆變器的負(fù)載，避免了單個(gè)逆變器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的情況；這有助于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的損壞和維修頻率；通過(guò)可變無(wú)功下垂系數(shù)的改進(jìn)，系統(tǒng)電壓的跌落現(xiàn)象得到了有效緩解。這有助于保持逆變器的輸出電壓穩(wěn)定，減少電壓波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的電能質(zhì)量。