一种逆变器的同步解耦控制方法和装置与流程

本技术涉及新能源，具体涉及一种逆变器的同步解耦控制方法和装置。

背景技术：

1、随着光伏、风电等新能源发电系统在电力系统中占比的不断提升，新能源发电系统开始逐渐成为影响电力系统的稳定性的主要因素。新能源发电系统通常通过逆变器并网，逆变器可以通过锁相环、电流环等与电力系统保持同步运行。但是，如何提高逆变器的并网稳定性，发挥新能源发电系统的主动支撑能力，保障电力系统的安全运行是亟需解决的问题。

2、相关技术往往通过优化逆变器的参数（如降低锁相环的带宽等）或改变锁相环的结构等方式改善逆变器的稳定性，进而提高新能源发电系统的并网稳定性。但是，这两种方式都会降低逆变器并网点的电压相位的测量速度和测量精度，导致有功电流/无功电流的控制精度下降，影响逆变器的性能。

技术实现思路

1、为了提高逆变器的并网稳定性问题，本技术提供了一种逆变器的同步解耦控制方法，可以包括：

2、根据逆变器中锁相环的输出频率确定控制参考坐标系的相角。

3、根据控制参考坐标系的相角计算逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流。

4、根据逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流对逆变器进行同步解耦控制。

5、可选的，根据逆变器中锁相环的输出频率计算控制参考坐标系的相角，包括：

6、对逆变器中锁相环的输出频率进行滤波和积分，得到控制参考坐标系的相角。可以看出，本技术实现了控制参考坐标系与并网点的电压波动的解耦。

7、进一步的，控制参考坐标系的相角满足：

8、

9、其中， θ表示控制参考坐标系的相角， tf1表示滤波时间常数， fpll表示逆变器中锁相环的输出频率， s表示拉普拉斯算子。

10、在一些可能的实现方式中，根据控制参考坐标系的相角计算逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流，包括：

11、根据控制参考坐标系的相角，将并网点的三相交流电压进行派克变换，得到并网点的d轴电压分量和q轴电压分量；

12、根据并网点的d轴电压分量和q轴电压分量，对有功参考电流和无功参考电流进行坐标变换和滤波，得到逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流。

13、进一步的，逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流满足：

14、

15、其中， idref_lpf表示逆变器的d轴参考电流， iqref_lpf表示逆变器的q轴参考电流； idref_orit表示有功参考电流， iqref_orit表示无功参考电流； s表示拉普拉斯算子； tf2表示滤波时间常数； utd表示并网点的d轴电压分量， utq表示并网点的q轴电压分量。

16、可以看出，本技术实现了参考电流波动（体现在d轴参考电流和q轴参考电流）与电流环的解耦。

17、在另一些可能的实现方式中，根据逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流对逆变器进行同步解耦控制，包括：

18、根据逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流输出逆变器的调制电压；

19、根据逆变器的调制电压对逆变器进行同步解耦控制。

20、进一步的，根据逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流输出逆变器的调制电压，包括：

21、根据控制参考坐标系的相角，对并网点的三相交流电流进行派克变换，得到并网点的d轴电流分量和q轴电流分量。

22、对并网点的d轴电流分量、q轴电流分量、d轴参考电流和q轴参考电流进行比例积分控制、重复控制、滑模控制或模型预测控制中的至少一项控制，得到逆变器的调制电压并输出。

23、可选的，根据逆变器的调制电压对逆变器进行同步解耦控制，包括：对逆变器的调制电压进行调制，得到驱动信号。根据驱动信号驱动逆变器中桥臂的导通与关断。也就是可以通过驱动信号驱动桥臂中开关管的导通与关断。

24、再一方面，本技术还提供了一种逆变器的同步解耦控制装置，可以包括确定模块、计算模块和控制模块。

25、可选的，确定模块，用于根据逆变器中锁相环的输出频率确定控制参考坐标系的相角。

26、计算模块，用于根据控制参考坐标系的相角计算逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流。

27、控制模块，用于根据逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流对逆变器进行同步解耦控制。

28、可选的，确定模块用于：对逆变器中锁相环的输出频率进行滤波和积分，得到控制参考坐标系的相角。

29、进一步的，确定模块按下式计算控制参考坐标系的相角：

30、

31、其中， θ表示控制参考坐标系的相角， tf1表示滤波时间常数， fpll表示逆变器中锁相环的输出频率， s表示拉普拉斯算子。

32、在一些可能的实现方式中，计算模块用于：

33、根据控制参考坐标系的相角，将并网点的三相交流电压进行派克变换，得到并网点的d轴电压分量和q轴电压分量。

34、根据并网点的d轴电压分量和q轴电压分量，对有功参考电流和无功参考电流进行坐标变换和滤波，得到逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流。

35、进一步的，计算模块按下式计算逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流：

36、

37、其中， idref_lpf表示逆变器的d轴参考电流， iqref_lpf表示逆变器的q轴参考电流； idref_orit表示有功参考电流， iqref_orit表示无功参考电流； s表示拉普拉斯算子； tf2表示滤波时间常数； utd表示并网点的d轴电压分量， utq表示并网点的q轴电压分量。

38、在另一些可能的实现方式中，控制模块用于：根据逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流输出逆变器的调制电压。根据逆变器的调制电压对逆变器进行同步解耦控制。

39、进一步的，控制模块具体用于：根据控制参考坐标系的相角，对并网点的三相交流电流进行派克变换，得到并网点的d轴电流分量和q轴电流分量。对并网点的d轴电流分量、q轴电流分量、d轴参考电流和q轴参考电流进行比例积分控制、重复控制、滑模控制或模型预测控制中的至少一项控制，得到逆变器的调制电压并输出。

40、可选的，控制模块具体用于：对逆变器的调制电压进行调制，得到驱动信号。根据驱动信号驱动逆变器中桥臂的导通与关断。

41、再一方面，本技术还提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器。

42、处理器，用于执行一个或多个程序。

43、当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，实现如上述的同步解耦控制方法。

44、再一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序。计算机程序被执行时，实现如上述的同步解耦控制方法。

45、与现有技术相比，本技术的有益效果为：

46、本技术提供的逆变器的同步解耦控制方法中，根据逆变器中锁相环的输出频率确定控制参考坐标系的相角，根据控制参考坐标系的相角计算逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流，并根据逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流对逆变器进行同步解耦控制。可以看出，本技术不仅将控制参考坐标系与并网点的电压波动进行解耦，还将参考电流波动与电流环进行解耦，可以提高逆变器的并网稳定性。

47、本技术根据并网点的d轴电压分量和q轴电压分量，对有功参考电流和无功参考电流进行坐标变换和滤波，得到逆变器的d轴参考电流和q轴参考电流，可以提高有功电流和无功电流的控制精度，也就是避免对逆变器的性能产生影响。

48、本技术通过对逆变器中锁相环的输出频率进行滤波和积分即可得到控制参考坐标系的相角，也就是本技术实现了控制参考坐标系与并网点的电压波动的解耦，从而降低了逆变器的谐波，进而提高了逆变器的电能质量。