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孤立微網單相多逆變器并聯系統(tǒng)及其分布式控制方法與流程

文檔序號:12372996閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種孤立微網單相多逆變器并聯系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括n臺并聯的單相逆變器、單相負載(9)和交流母線(10),其中n為大于等于2的正整數,每一臺并聯單相逆變器包括主電路(1)和控制電路(2),所述的主電路(1)包括分布式直流電源(4)、單相全橋逆變電路(5)、濾波電路等效電阻(6)、濾波電感(7)、濾波電容(8),所述的分布式直流電源(4)為直流電壓源;所述的單相全橋逆變電路(5)的輸入端與所述的分布式直流電源(4)相連;所述的分布式直流電源(4)輸出的直流電經單相逆變電路(5)后得到單相交流電,經所述的濾波電路的等效電阻(6)、濾波電感(7)和濾波電容(8)后連接并傳輸至所述的交流母線(10)的火線和零線端;

所述的控制電路(2)包括觀測器(11)、分布式控制器(12)、第一比例放大器(13)、第二比例放大器(14)、第三比例放大器(15)、第四比例放大器(16)、第五比例放大器(17)和正弦脈寬調制模塊(18),所述的第一比例放大器(13)、第二比例放大器(14)、第三比例放大器(15)、第四比例放大器(16)和第五比例放大器(17)的比例放大系數分別為:q、1/C、LkCk、Rk和1/Vdck。

2.權利要求1所述的孤立微網單相多逆變器并聯系統(tǒng)的分布控制方法,其特征在于,該控制方法是每一臺并聯的單相逆變器進行自我控制,第k臺單相逆變器都按如下步驟進行控制,其中k為1、2、3、…、或n;

1)第k臺單相逆變器的控制電路(2)經第一輸入端采集交流母線(10)電壓vo,與給定的參考電壓值vref做差,得到跟蹤誤差信號ev=vo-vref;

2)按下列公式計算濾波跟蹤誤差信號并輸入所述的分布式控制器(12)的第一輸入端:

<mrow> <mover> <mi>E</mi> <mo>^</mo> </mover> <mo>=</mo> <msub> <mi>qe</mi> <mi>v</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>dv</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mover> <mover> <mi>v</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <mo>^</mo> </mover> <mi>o</mi> </msub> </mrow>

其中,qev是所述的跟蹤誤差信號ev經放大比例系數為q的第一比例放大器(13)放大后的值,dvref為參考電壓的微分值,所述的交流母線電壓vo經觀測器(11)得到的精確的微分估計值ko為觀測器的增益;

3)所述的控制電路(2)經第二輸入端采集第k臺逆變器的電感電流ik,經放大比例系數為1/C的第二比例放大器(14)的放大后為ik/C,輸入所述的分布式控制器(12)的第二輸入端;所述的C由算式計算,所述Ck為第k臺單相逆變器的濾波電容的估計值;

4)所述的分布式控制器(12)按下列公式計算并輸出第三控制變量uk

<mrow> <msub> <mi>u</mi> <mi>k</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mi>q</mi> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>i</mi> <mi>k</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mi>C</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> <mo>&lsqb;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&alpha;</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>k</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mover> <mi>E</mi> <mo>^</mo> </mover> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mi>q</mi> <msub> <mover> <mi>v</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mover> <mi>v</mi> <mo>&CenterDot;&CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> <msubsup> <mo>&Integral;</mo> <mn>0</mn> <mi>t</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&alpha;k</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>+</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>&rho;</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mover> <mi>E</mi> <mo>^</mo> </mover> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&tau;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>d</mi> <mi>&tau;</mi> </mrow>

其中,n為并聯逆變器的總數,α、ks、ρ均為用戶自定義大于零的參數,為所述的參考電壓一階導數;為參考電壓二階導數,表示為:

第三控制變量uk經放大比例系數為LkCk的第三比例放大器(15)放大后得第四控制變量LkCkuk,LkCk為第k臺單相逆變器的濾波電感Lk和濾波電容Ck的估計值的積;

所述的電感電流ik經放大比例系數為Rk的第四比例放大器(16)的放大值為Rkik,Rk為第k臺單相逆變器的濾波等效電阻的估計值;

按下列公式計算調制波信號vck

vck=LkCkuk+Rkik+v0;

5)所述的調制波信號vck經依次的放大比例系數為1/Vdck的第五比例放大器(17)和正弦脈寬調制模塊(18)得到的4路控制脈沖波S1、S2、S3、S4,輸入第k臺單相并聯逆變器的單相逆變電路(5)進行控制。

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