CN116073438A - 一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法及系统。方法包括：在载波过0时刻触发第一中断信号；响应于第一中断信号，读取当前时刻的电压电流采样值，经过功率外环、锁相环、电流内环的计算，得到第一三相调制电压；在载波过0后延迟设定时间触发第二中断信号；响应于第二中断信号，读取当前时刻的电网电压采样值，经过电网电压前馈计算，得到第二三相调制电压；根据第一三相调制电压和第二三相调制电压，计算最终三相调制电压；采用最终三相调制电压进行正弦脉宽调制计算，得到下一个载波周期的调制比。本发明可以缩短并网逆变器中电网电压前馈控制环节的控制延时，增大并网逆变器高频段的相角裕度，避免并网逆变器发生高频振荡。

Description

一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法及系统
技术领域
本发明属于并网逆变器控制技术领域，涉及一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法及系统。
背景技术
近年来，并网逆变器频繁出现了高频振荡的现象，现有技术针对这一问题展开了大量研究，主要结论认为并网逆变器的高频振荡主要与电压前馈环节有关。目前的改进方法主要是给电压前馈环节加设滤波器，但是这一方法未能完全避免振荡问题，反而可能将振荡问题引向中频段。
因此，目前针对并网逆变器高频振荡的问题暂未有较为彻底的改进方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对上述并网逆变器存在高频振荡现象的问题，提供了一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法及系统，可以实现增大并网逆变器高频段的相角裕度，避免并网逆变器发生高频振荡。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一方面，本发明提供了一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法，包括：
在载波过0时刻触发第一中断信号；
响应于所述第一中断信号，读取当前时刻的电压电流采样值，经过功率外环、锁相环、电流内环的计算，得到第一三相调制电压；
在载波过0后延迟设定时间触发第二中断信号；
响应于所述第二中断信号，读取当前时刻的电网电压采样值，经过电网电压前馈计算，得到第二三相调制电压；
根据第一三相调制电压和第二三相调制电压，计算最终三相调制电压；
采用最终三相调制电压进行正弦脉宽调制计算，得到下一个载波周期的调制比，并输出给脉宽调制输出模块执行。
进一步地，所述设定时间根据以下公式计算：
Δt＝载波周期-(第二三相调制电压计算用时+最终三相调制电压计算用时+调制比计算用时)-电网电压采样周期
式中，Δt为延迟的设定时间。
进一步地，所述最终三相调制电压根据以下公式计算：
Vp＝Vi+Vg
式中，Vp为最终三相调制电压，Vi为第一三相调制电压；Vg为第二三相调制电压。
另一方面，本发明提供了一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制系统，包括：
第一定时器，设置为在载波过0时刻触发第一中断信号；
第一中断控制模块，配置为响应于所述第一中断信号，读取当前时刻的电压电流采样值，经过功率外环、锁相环、电流内环的计算，得到第一三相调制电压；
第二定时器，设置为在载波过0后延迟设定时间触发第二中断信号；
第二中断控制模块，配置为响应于所述第二中断信号，读取当前时刻的电网电压采样值，经过电网电压前馈计算，得到第二三相调制电压；根据第一三相调制电压和第二三相调制电压，计算最终三相调制电压；以及，采用最终三相调制电压进行正弦脉宽调制计算，得到下一个载波周期的调制比，并输出给脉宽调制输出模块执行。
进一步地，所述设定时间根据以下公式计算：
Δt＝载波周期-第二中断控制模块计算用时-电网电压采样周期
式中，Δt为延迟的设定时间。
进一步地，所述第二中断控制模块根据以下公式计算最终三相调制电压：
Vp＝Vi+Vg
式中，Vp为最终三相调制电压，Vi为第一三相调制电压；Vg为第二三相调制电压。
另一方面，本发明提供了一种电子设备，包括，一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行前述方法中的任一方法的指令。
另一方面，本发明提供了一种可读存储介质，其上存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行前述方法中的任一方法。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明通过将电网电压前馈控制从原有控制流程中独立出来，并且精准延迟电网电压的采样时间，从而缩短了并网逆变器中电网电压前馈控制环节的控制延时，增大了并网逆变器高频段的相角裕度，避免了并网逆变器发生高频振荡。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为本发明系统结构框图；
图3为本发明的一个实例流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法，包括：
步骤1，在载波过0时刻触发第一中断信号；
步骤2，响应于所述第一中断信号，读取当前时刻的电压电流采样值，经过功率外环、锁相环、电流内环的计算，得到第一三相调制电压；
其中，执行功率外环、锁相环、电流内环计算所用的电压、电流为载波过0时刻的采样值；
步骤3，在载波过0后延迟设定时间触发第二中断信号；
步骤4，响应于所述第二中断信号，读取当前时刻的电网电压采样值，经过电网电压前馈计算，得到第二三相调制电压；
步骤5，根据第一三相调制电压和第二三相调制电压，计算最终三相调制电压；
具体的，根据以下公式计算最终三相调制电压：
Vp＝Vi+Vg
式中，Vp为最终三相调制电压，Vi为第一三相调制电压；Vg为第二三相调制电压。
步骤6，采用最终三相调制电压进行正弦脉宽调制计算，得到下一个载波周期的调制比，并输出给脉宽调制(PWM)输出模块执行。
其中，步骤3中，延迟的设定时间根据以下公式计算：
Δt＝载波周期-(第二三相调制电压计算用时+最终三相调制电压计算用时+调制比计算用时)-电网电压采样周期
式中，Δt为延迟的设定时间。
步骤4中，执行电网电压前馈计算所用的电网电压为载波过0后延迟Δt时刻的采样值。
步骤1和步骤3中，第一中断信号和第二中断信号均可通过定时器触发。
如图2所示，一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制系统，包括：
第一定时器，设置为在载波过0时刻触发第一中断信号；
第一中断控制模块，配置为响应于所述第一中断信号，读取当前时刻的电压电流采样值，经过功率外环、锁相环、电流内环的计算，得到第一三相调制电压；
第二定时器，设置为在载波过0后延迟设定时间触发第二中断信号；
第二中断控制模块，配置为响应于所述第二中断信号，读取当前时刻的电网电压采样值，经过电网电压前馈计算，得到第二三相调制电压；根据第一三相调制电压和第二三相调制电压，计算最终三相调制电压；以及，采用最终三相调制电压进行正弦脉宽调制计算，得到下一个载波周期的调制比，并输出给脉宽调制输出模块执行。
其中，第二定时器延迟的设定时间Δt可根据以下公式计算：
Δt＝载波周期-第二中断控制模块计算用时-电网电压采样周期。
其中，根据第一三相调制电压和第二三相调制电压，计算最终三相调制电压，具体为根据以下公式计算：
Vp＝Vi+Vg
式中，Vp为最终三相调制电压，Vi为第一三相调制电压；Vg为第二三相调制电压。
如图3所示，是本发明实施例的考虑站内损耗的新能源场站有功功率控制方法的流程图，包括以下步骤：
设置第一定时器，使得第一定时器在载波过0时刻触发第一中断信号，进入第一中断控制模块；
第一中断控制模块响应于第一中断信号，读取当前时刻的电压电流采样值，经过功率外环、锁相环、电流内环的计算，得到三相调制电压Vi，并写入寄存器；
设置第二定时器，使得第二定时器在载波过0后延迟Δt触发第二中断信号，进入第二中断控制模块；
第二中断控制模块响应于第二中断信号，读取当前时刻的电网电压采样值，经过电网电压前馈计算，得到三相调制电压Vg；
第二中断控制模块从寄存器中读取第一中断控制模块计算得到的三相调制电压Vi，并计算最终的三相调制电压Vp＝Vi+Vg；
第二中断控制模块采用三相调制电压Vp进行正弦脉宽调制计算，得到下一个载波周期的调制比，并输出给脉宽调制输出模块执行。
本发明通过将电网电压前馈控制从原有控制流程中独立出来，并且精准延迟电网电压的采样时间，从而缩短了并网逆变器中电网电压前馈控制环节的控制延时，增大了并网逆变器高频段的相角裕度，避免了并网逆变器发生高频振荡。
本发明还提拱了一种电子设备，包括，一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行前述方法中的任一方法的指令。
本发明还提拱了一种可读存储介质，其上存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行前述方法中的任一方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法，其特征在于，包括：
在载波过0时刻触发第一中断信号；
响应于所述第一中断信号，读取当前时刻的电压电流采样值，经过功率外环、锁相环、电流内环的计算，得到第一三相调制电压；
在载波过0后延迟设定时间触发第二中断信号；
响应于所述第二中断信号，读取当前时刻的电网电压采样值，经过电网电压前馈计算，得到第二三相调制电压；
根据第一三相调制电压和第二三相调制电压，计算最终三相调制电压；
采用最终三相调制电压进行正弦脉宽调制计算，得到下一个载波周期的调制比，并输出给脉宽调制输出模块执行。
2.根据权利要求1所述的一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法，其特征在于，所述设定时间根据以下公式计算：
Δt＝载波周期-(第二三相调制电压计算用时+最终三相调制电压计算用时+调制比计算用时)-电网电压采样周期
式中，Δt为延迟的设定时间。
3.根据权利要求1所述的一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制方法，其特征在于，所述最终三相调制电压根据以下公式计算：
Vp＝Vi+Vg
式中，Vp为最终三相调制电压，Vi为第一三相调制电压；Vg为第二三相调制电压。
4.一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制系统，其特征在于，包括：
第一定时器，设置为在载波过0时刻触发第一中断信号；
第一中断控制模块，配置为响应于所述第一中断信号，读取当前时刻的电压电流采样值，经过功率外环、锁相环、电流内环的计算，得到第一三相调制电压；
第二定时器，设置为在载波过0后延迟设定时间触发第二中断信号；
第二中断控制模块，配置为响应于所述第二中断信号，读取当前时刻的电网电压采样值，经过电网电压前馈计算，得到第二三相调制电压；根据第一三相调制电压和第二三相调制电压，计算最终三相调制电压；以及，采用最终三相调制电压进行正弦脉宽调制计算，得到下一个载波周期的调制比，并输出给脉宽调制输出模块执行。
5.一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制系统，其特征在于，所述设定时间根据以下公式计算：
Δt＝载波周期-第二中断控制模块计算用时-电网电压采样周期式中，Δt为延迟的设定时间。
6.一种并网逆变器准实时电网电压前馈控制系统，其特征在于，所述最终三相调制电压根据以下公式计算：
Vp＝Vi+Vg
式中，Vp为最终三相调制电压，Vi为第一三相调制电压；Vg为第二三相调制电压。
7.一种电子设备，其特征在于，包括，一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1-3所述的方法中的任一方法的指令。
8.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1-3所述的方法中的任一方法。
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