[發明專利]一種光伏儲能系統孤島模式下的全橋逆變器的三閉環控制方法有效
| 申請號： | 201410336530.3 | 申請日： | 2014-07-15 |
| 公開（公告）號： | CN104092397A | 公開（公告）日： | 2014-10-08 |
| 發明（設計）人： | 蔡旭;姜廣宇;王海松;葉程廣;羅天意 | 申請（專利權）人： | 安徽啟光能源科技研究院有限公司 |
| 主分類號： | H02M7/5387 | 分類號： | H02M7/5387 |
| 代理公司： | 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107 | 代理人： | 朱圣榮 |
| 地址： | 241200 安徽省蕪湖市*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 光伏儲能 系統 孤島 模式 逆變器 閉環控制 方法 | ||
技術領域
本發明涉及光伏儲能領域，尤其設有光伏儲能全橋逆變器的控制方法。
背景技術
光伏儲能系統中功率變換器包括光伏側Boost逆變器、電池側Buck-Boost逆變器以及負載側全橋逆變器。三個變換器都跨接到公共直流母線上，從而組成一個直流微網。由于逆變器饋輸出電壓電流質量有嚴格的要求，逆變器的控制策略顯得尤為重要。常用的單閉環反饋控制和雙閉環電壓電流控制策略的逆變器系統往往動態性能和穩定性能都較差。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是實現一種能夠提高單項全橋逆變器電壓電流輸出質量的控制方法。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種光伏儲能系統孤島模式下的全橋逆變器的三閉環控制方法，光伏儲能系統光伏組件和電池組分別經光伏側變換器和電池側變換器接直流母線，本地負載經全橋逆變器接直流母線，公共電網接入到本地負載和全橋逆變器之間；所述全橋逆變器內環為逆變器濾波電感電流環，中間環為逆變器輸出瞬時電壓環，外環為逆變器輸出電壓有效值環。
本發明提出三個環路的閉環控制策略：內環為逆變器濾波電感電流環，提高系統的動態性能；中間環為逆變器輸出瞬時電壓環，改善輸出電壓波形，提高穩態精度；外環為逆變器輸出電壓有效值環，提高輸出電壓有效值的精度。整個三閉環控制可以有效地提高單項全橋逆變器電壓電流輸出質量。
附圖說明
下面對本發明說明書中每幅附圖表達的內容作簡要說明：
圖1光伏儲能系統拓撲；
圖2為圖1中全橋逆變器等效原理圖；
圖3全橋逆變器工作在孤島模式下的控制框圖；
圖4全橋逆變器工作在孤島模式下的電流環控制框圖；
圖5全橋逆變器工作在孤島模式下電流環補償后開環幅頻特性圖；
圖6全橋逆變器工作在孤島模式下的瞬時電壓環控制框圖；
圖7全橋逆變器工作在孤島模式下瞬時電壓環補償后開環幅頻特性圖；
圖8全橋逆變器工作在孤島模式下的有效值電壓環控制框圖；
圖9簡化的有效值電壓環控制框圖；
圖10全橋逆變器工作在孤島模式下有效值電壓環補償后開環幅頻特性圖。
具體實施方式
參見圖1可知，光伏儲能系統光伏組件和電池組分別經光伏側變換器和電池側變換器接直流母線，本地負載經全橋逆變器接直流母線，公共電網接入到本地負載和全橋逆變器之間，三個變換器都跨接到公共直流母線上，從而組成一個直流微網。參見圖2、3可知，全橋逆變器內環為逆變器濾波電感電流環，中間環為逆變器輸出瞬時電壓環，外環為逆變器輸出電壓有效值環。
參見圖2可知，逆變器濾波電感電流環控制參數設置如下，全橋逆變器輸出端采集電流信號反饋至其輸入的電流環PI調節器：
電流環在補償前的開環傳遞函數為：
其中：KPWM為調制器輸入到逆變器輸出的傳遞函數，此處為1，C為輸出LC濾波器的濾波電容，L為輸出LC濾波器的濾波電感，R為負載。
電流控制器采用P調節器，考慮將補償后電流環的穿越頻率fic設置在開關頻率fs的1/10，即有：
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