[發明專利]一種用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器

在審

• 申請號: 201410591863.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104348186A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 邱叢波;板子一隆
• 申請（專利權）人: 武漢醒觀瀾科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/537
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種逆變器控制器，尤其是一種用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器。

背景技術

太陽能資源豐富、分布廣泛，是最具發展潛力的可再生能源。隨著全球能源短缺和環境污染等問題日益突出，太陽能光伏發電因其清潔、安全、便利、高效等特點，已成為世界各國普遍關注和重點發展的新興產業。在此背景下，研究光伏并網發電系統的關鍵技術對于太陽能光伏發電的應用及發展具有重要的現實意義。

光伏并網逆變器是將光伏陣列輸出的直流電轉換成符合電網要求的交流電再輸入電網的設備，是光伏并網發電系統中能量轉換與控制的核心，其性能的優良不僅影響和決定著整個系統是否能夠穩定、安全、可靠、高效地運行，而且也是影響整個系統使用壽命的主要因素。多數光伏并網逆變器均采用電壓型PWM逆變器拓撲結構，此結構具有功率因數可控、網側電流正弦化等優點。因此，在拓撲結構一定的情況下，光伏并網逆變器的性能取決于控制策略。國內現有較為成熟的控制策略有數字PID控制、滑模變結構控制、模糊控制、重復控制、無差拍控制等，同時，國外的學者也有對其他方法的研究。現今，針對光伏并網逆變器是一個多變量、強耦合的典型非線性系統，國內外又涌現出一些較為有效的非線性控制策略，諸如反饋線性化控制、基于Lyapunov穩定性理論的控制、自抗擾控制、無源控制等。

同時，對于光伏并網發電系統而言，由于環境如光照強度、電池板溫度等經常隨時間發生變化，導致了光伏陣列不能持續工作于最大功率點處，繼而降低了光伏并網發電系統的能量轉換效率，減少了光伏陣列向電網或負荷注入的電能。因此，為適應周邊環境的變化，獲取光伏陣列的最大輸出功率，提高光伏陣列的利用率，需要開展對MPPT技術的研究。目前，MPPT的控制技術研究已經取得了很多的成果，國內外已經提出了多種MPPT方法，主要包括恒定電壓法、開路電壓法、短路電流法、功率回授法、擾動觀察法、電導增量法、占空比擾動法、三點重心比較法、最優梯度法、間歇掃描跟蹤法、功率數學模型法、實際測量法、模糊邏輯法、神經網絡預測法等。其中，比較成熟的算法有恒定電壓法、擾動觀察法和電導增量法。針對這三種算法的不足，許多學者又相繼提出了相應的改進算法，包括恒定電壓法啟動結合變步長的擾動觀察法、恒定電壓法啟動結合變步長的電導增量法、恒定電壓法結合電導增量法等，其基本思想都是以0.78倍的開路電壓作為電壓初始基準值，控制輸出電壓移動到最大功率點電壓附近，然后啟動變步長或小步長算法，即當距離最大功率點比較遠時，步長取較大，跟蹤速度加快；當距離最大功率點比較近時，步長取較小，防止在最大功率點附近的振蕩現象。

發明內容

本發明提供了一種能夠同時實現光伏陣列最大功率點的跟蹤以及并網控制的用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器。

實現本發明目的的一種用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器，包括與逆變器相連的光伏控制模塊和空間矢量脈沖寬度調制模塊，所述光伏控制模塊和空間矢量脈沖寬度調制模塊相連的無源功率控制器。

本發明的一種用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器的有益效果如下：

本發明的一種用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器，能夠同時實現光伏陣列最大功率點的跟蹤以及并網控制等功能；光伏并網逆變器采用無源非線性控制策略，具有算法設計簡單、可調參數少、魯棒性強等優點；光伏陣列采用基于功率控制的變步長電導增量算法實現最大功率點的跟蹤，具有分析過程簡單，實現方便，能夠同時兼顧到響應速度、跟蹤精度以及直流母線電容電壓的穩定性等要求。

附圖說明

圖1為本發明的一種用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的一種用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器，包括與逆變器1相連的光伏控制模塊2和空間矢量脈沖寬度調制模塊3，所述光伏控制模塊2和空間矢量脈沖寬度調制模塊3相連的無源功率控制器4。

本發明的一種用于單級三相光伏并網逆變器的新型控制器的優點如下：