[發明專利]光伏并網逆變器低電壓穿越控制的正負序分量分離方法

無效

• 申請號: 201310143857.4
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103269086A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 安少亮;孫向東;張琦;王建淵;宋衛章
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

1.光伏并網逆變器低電壓穿越控制的正負序分量分離方法，其特征在于按照以下步驟進行：

步驟1：通過三相電壓檢測單元對電網電流經過變壓器輸出后的三相電網電壓進行檢測，從而獲取三相電壓瞬時值e_a(k)、e_b(k)、e_c(k)；

步驟2：通過三相電流檢測單元對電網輸入的三相電流進行檢測，獲取三相電流瞬時值i_a(k)、i_b(k)、i_c(k)；

步驟3：將步驟1中獲取的三相電壓瞬時值e_a(k)、e_b(k)、e_c(k)通過同步鎖相單元處理得到輸出信號為電網電壓同步相位角正弦值sin(θ_e(k))與電網電壓同步相位角余弦值cos(θ_e(k))和輸出信號為電流同步相位角正弦值sin(θ_i(k))與電流同步相位角余弦值cos(θ_i(k))；

步驟4：將步驟3中得到的電網電壓同步相位角正弦值sin(θ_e(k))與電網電壓同步相位角余弦值cos(θ_e(k))，和步驟1中得到的三個電網電壓瞬時值e_a(k)、e_b(k)、e_c(k)通過電壓正序負序分量提取單元提取三相電壓在dq旋轉坐標系下的d軸電壓正序分量e⁺_d(k)、q軸電壓正序分量e⁺_q(k)、d軸電壓負序分量e^-_d(k)、q軸電壓負序分量e^-_q(k)；

步驟5：將步驟3中得到的電流同步相位角正弦值sin(θ_i(k))與電流同步相位角余弦值cos(θ_i(k))，和步驟2中得到的三相電流瞬時值i_a(k)、i_b(k)、i_c(k)通過電流正序負序分量提取單元提取三相電壓在dq旋轉坐標系下的d軸電流正序分量i⁺_d(k)、q軸電流正序分量i⁺_q(k)、d軸電流負序分量i^-_d(k)、q軸電流負序分量i^-_q(k)；

步驟6：將步驟4中得到的四個電壓正負序分量e⁺_d(k)、e⁺_q(k)、e^-_d(k)、e^-_q(k)和步驟5中得到四個電流正負序分量i⁺_d(k)、i⁺_q(k)、i^-_d(k)、i^-_q(k)、以及根據光伏電池板輸出功率大小所設定的四個電流正負序分量給定值i⁺_d^*、i⁺_q^*、i^-_d^*、i^-_q^*通過電流控制單元得到逆變器的三相參考電壓u_a^*、u_b^*、u_c^*；

步驟7：將步驟6中得到的逆變器的三相參考電壓u_a^*、u_b^*、u_c^*與雙極性三角載波信號通過PWM波發生單元得到三相逆變器對應的PWM開關信號，當電網出現低電壓故障時，此PWM開關信號實現對光伏逆變器的低電壓穿越控制。

2.根據權利要求1所述光伏并網逆變器低電壓穿越控制的正負序分量分離方法，其特征在于：步驟4中所述電壓正序負序分量提取單元和步驟5中所述電流正序負序分量提取單元的單獨執行過程由以下步驟組成：

步驟1）：通過三相電量輸入單元將檢測到的三相電量x_a(k)、x_b(k)、x_c(k)輸入給正負序同步旋轉變換單元，三相電量指三相電壓或三相電流，當x=e時，x_a(k)、x_b(k)、x_c(k)代表所述三相電壓檢測單元檢測到的三相電壓e_a(k)、e_b(k)、e_c(k)，當x=i時，x_a(k)、x_b(k)、x_c(k)代表所述三相電流檢測單元檢測到的三相電流i_a(k)、i_b(k)、i_c(k)；

步驟2）：通過同步角正余弦量輸入單元將同步角正弦值sin(θ_x(k))和同步角余弦值cos(θ_x(k))分別輸入給正負序同步旋轉變換單元和兩倍同步角正余弦計算單元，若x=e，則同步角正弦值sin(θ_x(k))和同步角余弦值cos(θ_x(k))為所述同步鎖相單元中得到的電網電壓同步相位角正弦值sin(θ_e(k))與電網電壓同步相位角余弦值cos(θ_e(k))，若x=i，則同步角正弦值sin(θ_x(k))和同步角余弦值cos(θ_x(k))為所述同步鎖相單元中得到的電流同步相位角正弦值sin(θi(k))與電流同步相位角余弦值cos(θi(k))；

步驟3）：將步驟1）中得到的三相電量x_a(k)、x_b(k)、x_c(k)和步驟2）中得到的同步角正弦值sin(θ_x(k))、同步角余弦值cos(θ_x(k))通過正負序同步旋轉變換單元得到正序旋轉坐標系下包含兩倍電網頻率脈動的正序分量x⁺_d1(k)、負序分量x⁺_q1(k)以及負序旋轉坐標系下包含兩倍電網頻率脈動的正序分量x^-_d1(k)、負序分量x^-_q1(k)；

步驟4）：將步驟2）中得到的同步角正弦值sin(θ_x(k))、同步角余弦值cos(θ_x(k))通過兩倍同步角正余弦計算單元計算出兩倍同步相位角的正弦值sin(2θ_x(k))、余弦值cos(2θ_x(k))；

步驟5）：將步驟3）中得到的兩倍電網頻率脈動的正、負序分量x⁺_d1(k)、x⁺_q1(k)、x^-_d1(k)、x^-_q1(k)，以及步驟4）中得到的兩倍同步相位角的正弦值sin(2θ_x(k))、兩倍同步相位角的余弦值cos(2θ_x(k))、和d軸正序分量滑窗濾波單元的輸出信號x⁺_d2(k)、q軸正序分量滑窗濾波單元的輸出信號x⁺_q2(k)、d軸負序分量滑窗濾波單元的輸出信號x^-_d2(k)、q軸負序分量滑窗濾波單元的輸出信號x^-_q2(k)，通過迭代法分離正負序分量單元計算出只有直流成分的正負序分量x⁺_d(k)、x⁺_q(k)、x^-_d(k)、x^-_q(k)，再通過四組正負序分量輸出單元輸出給所述電流控制單元，當x=e時，e⁺_d(k)、e⁺_q(k)、e^-_d(k)、e^-_q(k)即為提供給所述電流控制單元的四個電壓正負序分量，當x=i時，i⁺_d(k)、i⁺_q(k)、i^-_d(k)、i^-_q(k)即為提供給所述電流控制單元的四個電流正負序分量。