[發明專利]一種基于正負序分量分離的光伏逆變器并網電流控制方法

無效

• 申請號: 201210069666.3
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102629768A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 程玉華;顧永德;黃建國;陳凱;白利兵;張旭東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;深圳茂碩電源科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于光伏逆變并網發電系統技術領域，更為具體地講，涉及一種基于正負序分離的、對光伏逆變器并網電流進行控制的方法。

背景技術

太陽能光伏逆變并網發電系統日前已經得到越來越多國家的關注，光伏逆變器作為光伏逆變并網發電系統的核心裝置也已經取得了長足的發展。

圖1是光伏逆變并網發電系統的基本結構圖。

如圖1所示，三相光伏逆變并網發電系統都是由太陽能電池板陣列、光伏逆變器組成。光伏逆變器又包括，最大功率點跟蹤(Maximum?Power?Point?Tracking，簡稱MPPT)模塊、母線電路、逆變橋電路以及控制電路。

太陽能電池板陣列的功能是將太陽能轉化為電能，最大功率點跟蹤模塊直接與太陽能電池板陣列相連，以使太陽能電池板一直工作在最大功率點上。當母線電路的母線電壓升高到指定點時整個光伏逆變并網發電系統開始進行能量傳輸，把太陽能電池板陣列轉化出的電能輸送到逆變橋電路上。逆變橋電路負責將直流電轉換成工頻交流電。控制電路是整個太陽能光伏逆變并網發電系統穩定工作的前提和關鍵部分，最大功率點跟蹤的實現、母線電壓的平穩、并網電流波形和相位的控制都要靠控制電路來實現。

圖2是現有技術中光伏逆變器并網電流控制的原理框圖。

如圖2所示，現有技術的光伏逆變器的控制過程：

首先由三路電壓傳感器采樣三路線電壓U_ab，U_bc，U_ca，然后經過線-相轉換得到三路相電壓U_a、U_b、U_c、經過abc-αβ坐標轉得換到αβ靜止坐標系下的電壓U_α、U_β以及電網電壓的瞬時相位角θ，然后再轉換得到同步旋轉坐標系中的電網電壓U_d、U_q。

對三相并網電流I_a、I_b、I_c經過abc-αβ坐標轉換，得到αβ靜止坐標系下的電流I_α、I_β，然后結合瞬時相位角θ做變換，得到同步旋轉坐標系中的電流I_d、I_q。然后與給定的電流參考值I_dref、I_qref在電流調節控制器中做PI控制調節，得到電壓值U_dnew、U_qnew，然后進行空間矢量調制(SVM)，得到分別控制三相全控橋電路中六個功率開關管通斷的脈寬調制信號PWM_1-6，從而實現對并網電流幅值和相位的控制。

目前光伏逆變技術的核心控制算法基本都是采用空間矢量脈寬調制法(Space?Vector?Pulse?Width?Modulation，簡稱SVPWM)，該算法的精髓在于通過三相坐標系-αβ靜止坐標系-dq同步旋轉坐標系的一系列坐標變換將三相abc的交流控制轉化成為二相dq的直流控制。但是SVPWM變換的根基和前提就在于默認三相電網的絕對平衡，而對于幅值或者相位不平衡的三相電網，直接對其進行SVPWM變換時，會造成電網電壓真實信息的丟失，導致光伏逆變器不能很好地跟隨電網電壓而動作，造成并網電流的波形失真，電流總諧波失真(Thd)的升高，從而對三相電網造成諧波污染，影響電網的供電質量。

為了消除不平衡電網下SVPWM算法的固有缺陷對并網電流波形的影響，近年來很多新算法，如基于對稱分量法的三相電網電壓正負序分離的坐標變換法、基于最小二乘法的電網電壓正負序分量快速檢測算法等被提出，這些方法在理論研究中的確可以起到較為快速而準確地分離電網正負序電壓的作用，但是對于工程實踐來說，考慮到研發成本和現有嵌入式處理器計算能力的限制，并不能在工程中得到很好的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，針對不平衡的三相電網，提供一種基于正負序分量分離的光伏逆變器并網電流控制方法，以彌補SVPWM核心控制算法的自身缺陷，提高三相并網電流波形質量，降低并網電流的總諧波失真Thd值。

為實現上述發明目的，本發明基于正負序分量分離的光伏逆變器并網電流控制方法，其特征在于，包括以下步驟：