[發明專利]基于LC濾波的單相光伏并網逆變器網壓解耦控制方法

有效

• 申請號: 201410326729.8
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104135034A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 戴志威;舒杰;吳昌宏;張繼元;王浩;黃磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: H02J3/42
• 分類號: H02J3/42
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江;孔德超

1.一種基于LC濾波的單相光伏并網逆變器網壓解耦控制方法，所述單相光伏并網逆變器包括光伏組件、BOOST升壓電路、由結構相同的開關管T1、T2、T3、T4組成的逆變全橋電路、LC濾波電路，所述BOOST升壓電路用于將光伏組件輸出的直流電進行升壓，并輸出給逆變全橋電路，所述逆變全橋電路用于將升壓后的直流電調制成正弦交流電信號，再通過LC濾波電路進行濾波和換相后輸出至交流電網，其中，所述開關管T1和開關管T2串聯后并接于BOOST升壓電路的輸出端，所述開關管T3和開關管T4串聯后亦并接于BOOST升壓電路的輸出端，所述LC濾波電路包括濾波電容C和濾波電感L，所述濾波電容C和濾波電感L串聯，濾波電感L的另一端連接至開關管T1和開關管T2之間，濾波電容C的另一端連接至開關管T3和開關管T4之間，所述交流電網并聯于濾波電容C的兩端，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟1、通過采樣獲取電網電壓、濾波電感電流和母線電壓；

步驟2、采用雙環逆變控制方法，計算逆變全橋電路中各開關管的導通時間，所述雙環逆變控制方法是指在單環基礎上加入母線電壓外環控制母線電壓穩定，電壓外環的輸出就是電流內環的參考電流；電流內環控制產生與網壓同頻同相的正弦電流，其包括以下步驟：

步驟21、采樣計算得到一個電網周期的母線電壓U_dc，與其參考值比較誤差e_dc(k)：edc(k)=Udc-Udc*;]]>

步驟22、所述誤差e_dc(k)經過母線電壓PI調節器，得到PI調節器輸出u(k)＝u(k-1)+K_p1[e_dc(k)-e_dc(k-1)]+K_i1e_dc(k)，每一個電網周期計算一次，K_p1和K_i1為PI控制器參數；

步驟23、所述PI調節器輸出u(k)為電流內環參考值I^*的控制指令，將其視為參考電流的有效值；鎖相環節鎖相得到sin(ωt)，步驟1得到濾波電感電流i_L，令正弦表超前α角，計算濾波電感電流誤差：為實現交流電流信號無靜差跟蹤，電流內環采用準PR控制器雙線性差分離散，計算電流內環輸出：c(k)＝K_p2Δi_L(k)+ac(k-1)-bc(k-2)+K_r[Δi_L(k)-Δi_L(k-2)]，a,b與電網頻率和帶寬選取有關，K_p2和K_r為準PR控制器參數；

步驟24、獲得逆變全橋電路的占空比，所述逆變全橋電路的占空比為電流內環輸出c(k)與網壓解耦前饋u_fb相加后再與母線電壓U_dc的比值：u_r＝[c(k)+u_fb]/u_dc；

步驟25、為降低逆變全橋電路各開關管的損耗，提高轉換效率，采用單極性調制方式，計算各開關管的導通時間：u_r>0，開關管T1和開關管T4占空比為u_r，開關管T2和開關管T3不導通；u_r≤0，開關管T2和開關管T3占空比為-u_r，開關管T1和開關管T4不導通。