一种应用于并网逆变器控制的dq旋转坐标系解耦方法
阅读说明：本技术 一种应用于并网逆变器控制的dq旋转坐标系解耦方法 (DQ rotating coordinate system decoupling method applied to grid-connected inverter control ) 是由 马海红 于 2020-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明适用于三相并网逆变器解耦技术领域,提供了一种应用于并网逆变器控制的DQ旋转坐标系解耦方法,所述直流组网的光储微网系统包括：获取并网逆变器的电感电压以及电感电流；根据所述电感电压以及所述电感电流建立所述电感电压的初始电压矩阵；对所述初始电压矩阵进行DQ旋转坐标系变换得到对应的目标电压矩阵；根据所述目标电压矩阵得到对应的耦合量；根据所述耦合量对DQ进行解耦。通过检测电感电压进行前馈,并基于电感电压实现DQ之间解耦,可以避免电气参数变化对控制性能的影响,进而有效避免电感感值变化对解耦带来的影响。提高DQ解耦的准确性以及解耦性能。(The invention is suitable for the technical field of decoupling of three-phase grid-connected inverters, and provides a DQ rotating coordinate system decoupling method applied to control of a grid-connected inverter, wherein the light storage micro-grid system of a direct-current networking comprises the following steps: obtaining the inductive voltage and the inductive current of the grid-connected inverter; establishing an initial voltage matrix of the inductive voltage according to the inductive voltage and the inductive current; carrying out DQ rotation coordinate system transformation on the initial voltage matrix to obtain a corresponding target voltage matrix; obtaining corresponding coupling quantity according to the target voltage matrix; and decoupling the DQs according to the coupling quantity. The feedforward is carried out by detecting the inductance voltage, the decoupling between DQs is realized based on the inductance voltage, the influence of the change of electrical parameters on the control performance can be avoided, and the influence of the change of inductance value on the decoupling is effectively avoided. The accuracy and the decoupling performance of DQ decoupling are improved.)
技术领域
本发明属于三相并网逆变器解耦技术领域，尤其涉及一种应用于并网逆变器控制的DQ旋转坐标系解耦方法。
背景技术
对三相并网逆变器的控制，一般要牵涉到DQ变换。在由ABC坐标系到DQ旋转坐标系变换的结果表达式中，存在DQ之间的电气量耦合。这些耦合对于控制性能存在较为明显的影响，最终影响了设备性能。为了达到更好的控制性能，一般会对DQ进行解耦。在对电感电流DQ耦合解耦时，根据电感电流、感值、频率计算出耦合值，然后作用于控制前馈中。
但是，电力电子设备中的电感感值不是一个恒定的值，而是随着电感电流的增加而衰减。这些因素导致在对DQ解耦过程中计算的耦合值不准确，进而对控制性能产生影响。可见现有的逆变器解耦方法存在解耦准确性低以及性能差的问题
发明内容
本发明实施例提供一种应用于并网逆变器控制的DQ旋转坐标系解耦方法，旨在解决现有的逆变器解耦方法存在解耦准确性低以及性能差的问题。
本发明实施例提供一种应用于并网逆变器控制的DQ旋转坐标系解耦方法，所述应用于并网逆变器控制的DQ旋转坐标系解耦方法包括以下步骤：
获取并网逆变器的电感电压以及电感电流；
根据所述电感电压以及所述电感电流建立所述电感电压的初始电压矩阵；
对所述初始电压矩阵进行DQ旋转坐标系变换得到对应的目标电压矩阵；
根据所述目标电压矩阵得到对应的耦合量；
根据所述耦合量对DQ进行解耦。
更进一步地，所述获取并网逆变器的电感电压的步骤包括：
通过分压电阻检测所述并网逆变器的电感电压；
更进一步地，所述获取并网逆变器的电感电压的步骤包括：
通过电压互感器检测所述并网逆变器的电感电压；
更进一步地，所述获取并网逆变器的电感电压的步骤包括：
通过变压器检测所述并网逆变器的电感电压。
更进一步地，所述获取并网逆变器的电感电压的步骤包括：
通过检测电感两端的电压，并做差值处理得到所述并网逆变器的电感电压。
更进一步地，所述根据所述耦合量对DQ进行解耦的步骤包括：
获取输出D轴电压以及电感电压D轴电压；
控制输出D轴并加上所述电感电压D轴电压。
更进一步地，所述根据所述耦合量对DQ进行解耦的步骤还包括：
获取输出Q轴电压以及电感电压Q轴电压；
控制输出Q轴并加上电感电压Q轴电压。
更进一步地，所述并网逆变器为LCL滤波器型逆变器。
更进一步地，所述LCL滤波器型逆变器包括第一相电电路、第二相电电路、第三相电电路；
所述第一相电电路包括第一相电感一以及与所述第一相电感一串联的第一相电感二以及一端设置在所述第一相电感一和第一相电感二之间的第一相电容；第一相电感二远离第一相电感一的一端输出交流电；
所述第二相电电路包括第二相电感一以及与所述第二相电感一串联的第二相电感二以及一端设置在所述第二相电感一和第二相电感二之间的第二相电容；第二相电感二远离第二相电感一的一端输出交流电；
所述第三相电电路包括第三相电感一以及与所述第三相电感一串联的第三相电感二以及一端设置在所述第三相电感一和第三相电感二之间的第三相电容；第三相电感二远离第三相电感一的一端输出交流电；
所述第三相电容的另一端分别与所述第二相电容和第一相电容的另一端连接。
本发明所达到的有益效果：获取并网逆变器的电感电压以及电感电流；根据所述电感电压以及所述电感电流建立所述电感电压的初始电压矩阵；对所述初始电压矩阵进行DQ旋转坐标系变换得到对应的目标电压矩阵；根据所述目标电压矩阵得到对应的耦合量；根据所述耦合量对DQ进行解耦。通过检测电感电压进行前馈，并基于电感电压实现DQ之间解耦，可以避免电气参数变化对控制性能的影响，进而有效避免电感感值变化对解耦带来的影响。提高DQ解耦的准确性以及解耦性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种应用于并网逆变器控制的DQ旋转坐标系解耦方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种并网逆变器的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过检测电感电压进行前馈，并基于电感电压实现DQ之间解耦，可以避免电气参数变化对控制性能的影响，进而有效避免电感感值变化对解耦带来的影响。提高DQ解耦的准确性以及解耦性能。
如图1所示，图1是本发明实施例提供的一种应用于并网逆变器控制的DQ旋转坐标系解耦方法的流程图。该应用于并网逆变器控制的DQ旋转坐标系解耦方法包括以下步骤：
步骤101、获取并网逆变器的电感电压以及电感电流。
其中，上述电感电压为逆变器中电感的电压。电感电压包括逆变器三相电的电感的电压。电感电压的检测方式，没有具体制定，可以使用直接方式，包括但不限于分压电阻、电压互感器、变压器等的检测方式。当然了电感电压的检测方式还可以使用间接方式，比如通过检测电感两端的电压然后做差值处理即可得到电感电压。
上述电感电流为逆变器中电感的电流，具体是值逆变器中三相电的电感的电流。当然了，电感电压的检测方式，没有具体制定，可以使用直接方式，当然，也可以使用间接方式。
在本发明一实施方式中，如图2所示，图2是本发明实施例提供的一种并网逆变器的电路图。该并网逆变器为LCL滤波器型逆变器。该LCL滤波器型逆变器包括第一相电电路、第二相电电路、第三相电电路；第一相电电路包括第一相电感一以及与第一相电感一串联的第一相电感二以及一端设置在第一相电感一和第一相电感二之间的第一相电容；第一相电感二远离第一相电感一的一端输出交流电；第二相电电路包括第二相电感一以及与第二相电感一串联的第二相电感二以及一端设置在第二相电感一和第二相电感二之间的第二相电容；第二相电感二远离第二相电感一的一端输出交流电；第三相电电路包括第三相电感一以及与第三相电感一串联的第三相电感二以及一端设置在第三相电感一和第三相电感二之间的第三相电容；第三相电感二远离第三相电感一的一端输出交流电；第三相电容的另一端分别与第二相电容和第一相电容的另一端连接。
需要说明的是，第一相电路可以用A相来表示，第二相电路可以用B相来表示，第三相电路可以用C相来表示。电感电压包括A相电感的电压、B相电感的电压、C相电感的电压。电感电流可以包括A相电感的电流、B相电感的电流、C相电感的电流。
具体的，根据电感电压的检测方式不同，步骤102可以包括：通过分压电阻检测并网逆变器的电感电压。步骤102还可以包括：通过电压互感器检测并网逆变器的电感电压。步骤102还可以包括：通过变压器检测并网逆变器的电感电压。步骤102还可以包括：通过检测电感两端的电压，并做差值处理得到并网逆变器的电感电压。
步骤102、根据电感电压以及电感电流建立电感电压的初始电压矩阵。
具体的，以并网并网逆变器中的A相、B相、C相的电感电感电压以及电感电流为例进行说明，根据上述初始电压矩阵可以表示为：
其中，V1a(t)为A相电感电压、V1b(t)为B相电感电压，V1c(t)为C相电感电压，i1a(t)为A相电感电流，i1b(t)为B相电感电流，i1c(t)为C相电感电流，t为时间，d/dt[]求导，也即对电感电流求导。
当然了，当并网逆变器包括多相时，初始电压矩阵的建立方式相同，也即初始电压矩阵也对应变换。
步骤103、对初始电压矩阵进行DQ旋转坐标系变换得到对应的目标电压矩阵。
其中，上述DQ旋转坐标系变换是三相交流转换成D和Q两个直流量，方便控制。以并网逆变器而言，如果锁相准确，那么对电网电压变换后Vd＝Wm，Vq＝0，Vm是电网相电压幅值；电网电流id就是有功电流，iq就是无功电流。
具体的，再得到初始电压矩阵后，将上述初始电压矩阵进行DQ旋转坐标系变换最后得到对应的目标电压矩阵。
上述目标电压矩阵可以表示为：
步骤104、根据目标电压矩阵得到对应的耦合量。
具体的，在得到目标电压矩阵后，由于在控制稳态过程中电感电流DQ分量的变化很小，即等式右边第一相等于0，也即得到对应的耦合量，进而得到该目标电压矩阵变换为：
所以-ωL1i1q(t)和ωL1i1d(t)分别等于电感电压的DQ值，由此看出DQ之间不再存在耦合。
步骤105、根据耦合量对DQ进行解耦。
具体的，在确定需要的耦合量后，接口根据该耦合量进行DQ解耦。
更具体的，步骤105还包括步骤：获取输出D轴电压以及电感电压D轴电压；控制输出D轴并加上电感电压D轴电压。
步骤105还包括步骤：获取输出Q轴电压以及电感电压Q轴电压；控制输出Q轴并加上电感电压Q轴电压。
根据步骤105基于公式3得到如下公式：
进而可以通过电感电压D轴电压以及电感电压Q轴电压进行解耦，可以避免电气参数变化对控制性能的影响。
在本发明实施例中，获取并网逆变器的电感电压以及电感电流；根据电感电压以及电感电流建立电感电压的初始电压矩阵；对初始电压矩阵进行DQ旋转坐标系变换得到对应的目标电压矩阵；根据目标电压矩阵得到对应的耦合量；根据耦合量对DQ进行解耦。通过检测电感电压进行前馈，并基于电感电压实现DQ之间解耦，可以避免电气参数变化对控制性能的影响，进而有效避免电感感值变化对解耦带来的影响。提高DQ解耦的准确性以及解耦性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。