[發明專利]一種級聯型光伏并網逆變器及其控制方法和控制裝置

有效

• 申請號: 201610225285.8
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105790302B9
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 徐君;趙濤;顧亦磊
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本申請公開了一種級聯型光伏并網逆變器及其控制方法和控制裝置，包括：判斷級聯型光伏并網逆變器中是否至少有一個逆變單元過調制；當至少有一個逆變單元過調制時，向電網注入無功電流，使得并網電流有效值不小于確定當前并網電流有效值下對應的級聯型光伏并網逆變器并網所需電壓U₀；根據U_jd＝P_j/P₀*U_0d來調節每個逆變單元的有功輸出電壓；同時，在保證各逆變單元不過調制的原則下調節每個逆變單元的無功輸出電壓，各逆變單元的無功輸出電壓之和等于U_0p，以使級聯型光伏并網逆變器在各逆變單元間輸出有功功率嚴重不均衡的情況下仍能保持并網穩定運行。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，更具體地說，涉及一種級聯型光伏并網逆變器及其控制方法和控制裝置。

背景技術

級聯型光伏并網逆變器由n個逆變單元(例如H橋逆變單元)級聯而成，其拓撲結構如圖1所示：各逆變單元的直流側接獨立的光伏陣列，各逆變單元的交流側串聯后再經濾波電感L接入電網。

級聯型光伏并網逆變器的傳統控制策略是：各逆變單元獨立進行最大功率點跟蹤以及穩定直流母線電壓，并將功率信號上傳到總控制器；總控制器根據各路功率信號計算出并網電流指令值，再使用PR控制器實現對電網電流的有效控制。

但傳統控制策略在面對各逆變單元間輸出有功功率嚴重不均衡的情況時，很容易產生逆變單元過調制現象，舉例說明：當因光照不均勻或其他條件導致逆變單元#1對應的光伏陣列輸出功率下降時，根據有功功率守恒的原理可知逆變單元#1輸出有功功率P₁必然下降，進而導致并網電流有效值減小；在并網電流有效值減小后，為維持逆變單元#2～#n的有功功率守恒必然要分別增大逆變單元#2～#n的輸出電壓，但當某個逆變單元的輸出電壓超過其直流母線電壓(即該逆變單元的調制度大于1)時，會導致該逆變單元出現過調制現象，從而對級聯型光伏并網逆變器的并網運行穩定性產生極為不利的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種級聯型光伏并網逆變器及其控制方法和控制裝置，以使級聯型光伏并網逆變器在各逆變單元間輸出有功功率嚴重不均衡的情況下仍能保持并網穩定運行。

一種級聯型光伏并網逆變器控制方法，包括：

判斷級聯型光伏并網逆變器中是否至少有一個逆變單元過調制；

當至少有一個逆變單元過調制時，向電網注入無功電流，使得并網電流有效值不小于i_dcmax為各光伏陣列輸出電流中的最大值；

確定當前并網電流有效值下對應的級聯型光伏并網逆變器并網所需電壓U₀；

根據U_jd＝P_j/P₀*U_0d來調節每個逆變單元的有功輸出電壓；同時，在保證各逆變單元不過調制的原則下調節每個逆變單元的無功輸出電壓，各逆變單元的無功輸出電壓之和等于U_0p；

其中，U_0d、U_0p分別為U₀的有功、無功分量；P_j、U_jd分別為同一逆變單元的輸出有功功率、輸出有功電壓；P₀為各逆變單元輸出有功功率的總和。

其中，所述向電網注入無功電流，包括：向電網注入感性無功電流。

其中，所述向電網注入無功電流，包括：向電網注入容性無功電流。

其中，所述判斷級聯型光伏并網逆變器中是否至少有一個逆變單元過調制，包括：

判斷并網電流有效值是否小于若是，判定級聯型光伏并網逆變器中至少有一個逆變單元過調制。