[發明專利]一種光伏并網逆變裝置

有效

• 申請號: 201410408718.4
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104158418A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 劉衛亮;劉長良;張會超;馬良玉;林永君;陳文穎
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02S40/32;H02J3/38
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 周曉萍;李羨民

1.一種光伏并網逆變裝置，其特征是，它包括與光伏電站的各個光伏電池板一一對應的多個微型逆變器，每個微型逆變器包括MPU控制器以及依次連接于光伏電池板與電網之間的儲能電容、反激變換器、工頻逆變橋和EMI濾波器，所述MPU控制器通過第一電壓傳感器(UT1)和第二電壓傳感器(UT2)分別采集光伏電池板電壓和電網電壓，通過電流傳感器(CT)采集EMI濾波器輸出的并網電流，并通過兩個驅動模塊分別控制反激變換器和工頻逆變橋，所述MPU控制器按以下方式運作：

???①?通過第一電壓傳感器(UT1)采集光伏電池板電壓V_pv，通過第二電壓傳感器(UT2)采集電網電壓V_grid，通過電流傳感器(CT)采集并網電流i_ac；以微型逆變器作為對象，建立并訓練相應的神經網絡逆模型，具體如下：

a.?選取三層BP神經網絡建立系統的逆模型，其中，輸入層神經元節點數為10個，隱含層神經元節點數為18個，輸出層神經元節點數為1個，隱含層神經元轉移函數使用雙曲正切函數，輸出層神經元轉移函數使用S型函數；

b.?在光伏微型逆變器上采集運行數據；

利用單回路PI控制器進行并網電流控制，令光伏微型逆變器分別處于額定功率、80%額定功率、60%額定功率、40%額定功率、20%額定功率的工況下，每種工況下連續采集N組并網電流i_ac、電網電壓V_grid、反激變換器PWM信號占空比D、光伏電池板電壓V_pv，共構成5N組運行數據；

c.?利用采集的運行數據構造樣本；

對于k時刻，所構造的樣本為{?V_grid(k)，V_grid(k-1)，V_grid(k-2)，i_ac(k)，i_ac(k-1)，i_ac?(k+1)，D(k-1)，D(k-2)，D(k-3)，V_pv(k)，D(k)}，其中，V_grid(k)為k時刻的電網電壓，V_grid(k-1)為k-1時刻的電網電壓，V_grid(k-2)為k-2時刻的電網電壓，i_ac(k)為k時刻的并網電流，i_ac(k-1)為k-1時刻的并網電流，i_ac?(k+1)為k+1時刻的并網電流，D(k-1)為k-1時刻的反激變換器PWM信號占空比，D(k-2)為k-2時刻的反激變換器PWM信號占空比，D(k-3)為k-3時刻的反激變換器PWM信號占空比，V_pv(k)為k時刻的光伏電池板的電壓，D(k)為k時刻的反激變換器PWM信號占空比，5N組運行數據共構成5N個樣本；

d.?隨機抽取5N個樣本數據中的4N個作為訓練樣本，其余N個作為檢驗樣本，訓練建立的三層BP神經網絡；訓練過程中，對于k時刻的樣本，取BP神經網絡的第一個輸入端為k時刻的電網電壓V_grid(k)，第二個輸入端為k-1時刻的電網電壓V_grid(k-1)，第三個輸入端為k-2時刻的電網電壓V_grid(k-2)，第四個輸入端為k時刻的并網電流i_ac(k)，第五個輸入端為k-1時刻的并網電流i_ac(k-1)，第六個輸入端為k+1時刻的并網電流i_ac(k+1)，第七個輸入端為k-1時刻的反激變換器PWM信號占空比D(k-1)，第八個輸入端為k-2時刻的反激變換器PWM信號占空比D(k-2)，第九個輸入端為k-3時刻的反激變換器PWM信號占空比D(k-3)，第十個輸入端為k時刻的光伏電池板的電壓V_pv(k)，BP神經網絡的輸出為k時刻的反激變換器PWM信號占空比D(k)；

②?利用訓練好的BP神經網絡逆模型對微型逆變器進行控制，具體步驟為：

a.?利用訓練好的BP神經網絡逆模型進行反激變換器PWM信號占空比的計算，對于當前k時刻，取第一個輸入端為k時刻的電網電壓V_grid(k)，第二個輸入端為k-1時刻的電網電壓V_grid(k-1)，第三個輸入端為k-2時刻的電網電壓V_grid(k-2)，第四個輸入端為k時刻的并網電流i_ac(k)，第五個輸入端為k-1時刻的并網電流i_ac(k-1)，第六個輸入端為k+1時刻的并網電流設定值i^*_ac?(k+1)，第七個輸入端為k-1時刻的反激變換器PWM信號占空比D(k-1)，第八個輸入端為k-2時刻的反激變換器PWM信號占空比D(k-2)，第九個輸入端為k-3時刻的反激變換器PWM信號占空比D(k-3)，第十個輸入端為k時刻的光伏電池板的電壓V_pv(k)，得出BP神經網絡的輸出為d(k)；

b.?將下一時刻并網電流設定值i^*_ac?(k+1)與當前k時刻并網電流i_ac(k)的偏差送入PI控制器，得到閉環控制量d_C(k)，即

其中：?e(k)=i^*_ac?(k+1)-i_ac(k)，K_p表示比例系數，K_i表示積分系數；

c.?將神經網絡逆模型的輸出d(k)和PI控制器的輸出d_C(k)疊加后作為最終的反激變換器PWM信號占空比D(k)，即：

????????????????????????D(k)=?d(k)+?d_C(k)。