[發(fā)明專利]一種三相光伏并網(wǎng)逆變控制方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910074111.6
• 申請(qǐng)日: 2009-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101534015A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張喜軍;任曉鵬;穆桂霞;焦翠坪;趙志強(qiáng);王保利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 保定天威集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02N6/00;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張貳群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

三相光伏并網(wǎng)型逆變器將光伏電池產(chǎn)生的直流電能逆變成為與電網(wǎng) 頻率相同的交流電，并通過(guò)配電系統(tǒng)將電能送入電網(wǎng)。并網(wǎng)型光伏系統(tǒng) 是光伏電站發(fā)展的方向，與孤立運(yùn)行的太陽(yáng)能光伏電站相比，具有以下 優(yōu)點(diǎn)：①光伏電池可以始終運(yùn)行在最大功率點(diǎn)處，由電網(wǎng)吸收太陽(yáng)能電 站所發(fā)的全部電能，提高了太陽(yáng)能電站的發(fā)電效率；②省略了蓄電池作 為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，降低了系統(tǒng)成本；③節(jié)省了蓄電池充放電過(guò)程中的能量損 失，提高了系統(tǒng)效率；④節(jié)省了由于存在蓄電池而帶來(lái)的運(yùn)行與維護(hù)費(fèi) 用；⑤避免了處理廢舊蓄電池帶來(lái)的二次污染，實(shí)現(xiàn)真正的綠色能源。

目前的現(xiàn)有技術(shù)是采用電流指令與實(shí)際電流誤差經(jīng)PID進(jìn)行調(diào)節(jié)控 制，它存在系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、系統(tǒng)有靜差、跟蹤精度低、效率低的缺陷； 并且，在光照發(fā)生變化時(shí)容易發(fā)生振蕩，可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種三相光伏并網(wǎng)逆變控制方法，該方法可使 系統(tǒng)電流在一個(gè)控制周期(us級(jí))跟蹤指令電流的變化，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)可 控、低諧波并網(wǎng)電流和系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，具有響應(yīng)速度快、跟蹤精度高 、效率高、可靠性好等特點(diǎn)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種三相光伏并網(wǎng)逆變器控制方法，其特征 在于具有如下步驟：

a、控制器實(shí)時(shí)采集并網(wǎng)隔離變壓器二次側(cè)線電壓u_ab、u_bc、u_ca，電 流i_a、i_b、i_c，電池板直流電壓U_d、電流i_dc；

b、控制器根據(jù)最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法得出并網(wǎng)指令電流的幅值；

c、控制器內(nèi)部通過(guò)軟件生成與電網(wǎng)同步的角速度，使其始終與電網(wǎng) 保持同步速度；

d、控制器與外部硬件相結(jié)合在每次電網(wǎng)電壓波形正過(guò)零時(shí)，對(duì)系統(tǒng) 的角速度進(jìn)行修正，從而保證并網(wǎng)電流與網(wǎng)側(cè)電壓同相位；

e、采用預(yù)測(cè)電流無(wú)差拍控制策略計(jì)算IGBT的開(kāi)關(guān)時(shí)間，控制器根據(jù) 計(jì)算的時(shí)間來(lái)實(shí)時(shí)控制主電路開(kāi)關(guān)元件IGBT的開(kāi)通與關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)控 制并網(wǎng)電流。

所述的三相光伏并網(wǎng)逆變器控制方法，其具體步驟可為：線電壓u_ab經(jīng) 過(guò)過(guò)零檢測(cè)回路測(cè)得電網(wǎng)的實(shí)際頻率f，控制器內(nèi)部通過(guò)軟件生成與電網(wǎng) 同步的角速度ωt，式中T_s為開(kāi)關(guān)周期，使其始終與電 網(wǎng)保持同步速度；然后通過(guò)軟件生成與相電壓同相位的正余弦信號(hào)sinωt、 cosωt，控制器與外部硬件相結(jié)合在每次電網(wǎng)電壓波形正過(guò)零時(shí)，對(duì)系統(tǒng) 的角速度進(jìn)行修正，從而保證并網(wǎng)電流與網(wǎng)側(cè)電壓同相位；同時(shí)將靜止 的三相電壓u_ab、u_bc、u_ca經(jīng)過(guò)變換矩陣C₃₂變換到靜止的二相αβ坐標(biāo)系 下經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)變換矩陣C進(jìn)一步將變換到與電網(wǎng)同頻率旋 轉(zhuǎn)的同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)下經(jīng)過(guò)同步旋轉(zhuǎn)變換后與電網(wǎng)同頻率的基 波分量相對(duì)dq坐標(biāo)靜止，其它分量為交流量，即交直流混合的量， 經(jīng)過(guò)低通濾波器將交流分量濾除后得到直流分量利用反正切求 得電壓矢量與d軸的夾角由于線電壓比相電壓超前 π/6，所以相電壓夾角θ＝θ_{u_line}-π/6；其中C₃₂、C以及C₂₃、C^-1為變換矩 陣；