[發明專利]一種新型NPC三電平光伏并網控制方法

在審

• 申請號: 201611073188.8
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108123441A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 張喜軍
• 申請（專利權）人: 張喜軍
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種新型NPC三電平光伏并網控制方法，其特征在于這是一種將有源濾波和無功功率補償與光伏并網發電相結合的新型控制方法，該方法的準比例諧振控制器無需坐標變換、解耦控制和前饋補償，即可實現靜止坐標系下對交流信號的無靜差跟蹤，簡單高效地完成逆變器并網控制。該方法解決了傳統控制方法中不可避免的坐標變換復雜、解耦控制和前饋補償等問題，實現對交變電流信號靜止坐標系下的無靜差跟蹤。簡化控制算法的同時，能夠有效完成諧波抑制及無功電流補償的統一控制，實現對負載的無功補償和諧波抑制功能，提高了光伏并網系統的利用率。

技術領域

本發明屬于諧波抑制和無功補償領域，尤其涉及一種將有源濾波和無功功率補償與光伏并網發電相結合的新型NPC三電平光伏并網控制方法。

背景技術

有源電力濾波器（APF）是解決諧波和三相不平衡問題，提高并網電能質量的有效措施之一，但因價格昂貴，其應用受到很大限制。光伏并網發電逆變主電路一般采用電壓型全橋結構，其拓撲結構、運行方式和控制方法與常規的有源濾波和無功補償裝置有諸多相同點；且為維持太陽能光伏電池組最大功率輸出狀態，其逆變電路極少滿負荷運行，在晚間更是處于空載狀態。因此，利用光伏并網逆變器的功率余量代替 APF，即簡化系統結構，又提高系統利用率，節省設備投資，對提高光伏并網發電的經濟效益具有重大意義。

傳統的PI 控制器無法實現靜止坐標系下的交流電流無靜差跟蹤，有學者提出通過坐標變換，在 d-q旋轉坐標系下建立并網逆變器的數學模型，并在脈寬調制整流（PWM）中得到了成功的應用。但在諧波補償控制中為達到無穩態誤差的目標，常規的 PI 控制必須在多個頻率下進行坐標變換，繁雜的計算使其實際應用受到了限制。隨著控制研究的不斷深入，可應用于正弦信號的PR 控制器應運而生，該控制方法無需坐標變換，即可取得與同步坐標系下的 PI 控制器相同的控制效果，可實現特定頻率正弦信號的無穩態誤差地跟蹤，并可以有選擇的補償指定頻率的諧波。

發明內容

本發明就是針對上述問題，設計了一種將有源濾波和無功功率補償與光伏并網發電相結合的新型NPC三電平光伏并網控制方法，該方法的準比例諧振控制器無需坐標變換、解耦控制和前饋補償，即可實現靜止坐標系下對交流信號的無靜差跟蹤，簡單高效地完成逆變器并網控制。利用 FBD 法實時檢測出系統諧波和無功電流，使得主電路具備發電控制與有源濾波、無功補償相結合的一體化功能。

本發明采用的技術方案是，一種新型NPC三電平光伏并網控制方法，包括無功及諧波電流檢測、準 PR 控制器、中點電位平衡(NPC)控制。

所述的無功及諧波電流檢測，采用FBD法，該方法無需復雜的Park變換和d-q變換，可在三相靜止坐標下快速有效地進行電流實時檢測，且可靈活應用于三相不平衡的供電系統。

所述的準 PR 控制器，具備較大帶寬，無需傳統 PI 控制器所必需的電壓前饋補償和坐標變換，當電網頻率發生偏移時，仍能保證其較大的幅值增益，設定諧振頻率與電網頻率相同，即可實現電流的無差跟蹤。

所述的中點電位平衡(NPC)控制，以三電平SVPWM 為基礎，根據直流母線側電容C1、C2的電壓差來調整正負小矢量的作用時間。

本發明的有益效果是，該新型NPC三電平光伏并網控制方法，該方法解決了傳統控制方法中不可避免的坐標變換復雜、解耦控制和前饋補償等問題，實現對交變電流信號靜止坐標系下的無靜差跟蹤。簡化控制算法的同時，能夠有效完成諧波抑制及無功電流補償的統一控制，實現對負載的無功補償和諧波抑制功能，提高了光伏并網系統的利用率。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。本發明保護范圍不僅局限于以下內容的表述。

圖 1 是本發明電路原理框圖。

具體實施方式