[實用新型]一種兩級式光伏逆變器并網控制裝置

有效

• 申請號: 201721662535.0
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN207442467U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 何國鋒;楊瑞娟;王丹陽;趙慶玉;鄭長兵;韓耀飛;蘭奇遜;寧蘊緋
• 申請（專利權）人: 河南城建學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02M1/12
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛琴

一種兩級式光伏逆變器并網控制裝置，包括：光伏陣列模塊、DC/DC變換電路、DC/AC逆變電路、DC/DC控制模塊和DC/AC控制模塊；其中，DC/DC控制器模塊中包括有第一線性自抗擾控制模塊；DC/AC控制模塊包括有第二線性自抗擾控制模塊和第三線性自抗擾控制模塊，設置的第一線性自抗擾控制模塊、第二線性自抗擾控制模塊和第三線性自抗擾控制模塊用于消除擾動，使系統魯棒性強。本實用新型結構簡單，實現方便，既消除了系統擾動，使并網電流的諧波含量較低，又增強了系統的魯棒性。

技術領域

本實用新型屬于電力電子變換技術領域，涉及一種兩級式光伏逆變器并網控制裝置。

背景技術

隨著社會的進步與發展，傳統能源的消耗不僅不能滿足人類未來的需求，而且還會帶來環境污染等問題，因此大力發展新能源成為一種必然趨勢，而太陽能作為一種最理想的新能源，可以為光伏陣列供應能源。

逆變器作為太陽能發電系統與電網聯系的接口，在并網系統中起到至關重要的作用。工作的時候，光伏組件輸出的功率經過DC/DC變換器升壓，再經DC/AC變換器接入電網。為了獲得較高品質的并網電流，逆變器通過逆變側的LCL濾波器經線路阻抗在公共耦合點和電網聯結在一起。LCL型濾波器相比于單電感Ｌ型濾波器，可以利用較小的總電感值對系統高頻毛刺實現更好的抑制效果，而LCL型濾波器容易產生諧振，使并網電流發生畸變。

傳統的控制策略采用PI控制器，逆變器的輸出通過LCL濾波器和電網耦合連接在公共耦合點。當逆變器采用正弦脈寬調制技術時存在慣性環節，采用PI控制器時兩級式光伏逆變器并網系統存在較長的延時；由于光伏陣列受光照強度、環境溫度等不定因素影響，PI控制器對這些擾動調節乏力；電網中含有低次諧波，將低次諧波看作擾動，PI控制器調節效果受限制。傳統的PI控制器的并網電流不僅與LCL濾波器的阻抗有關而且還與并網電壓有關。LCL濾波器阻抗值的不同同時并網電壓中的諧波等擾動都會影響并網電流的品質。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種結構簡單、抗干擾性強且響應速度快的兩級式光伏逆變器并網控制裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：一種兩級式光伏逆變器并網控制裝置，包括光伏陣列模塊、DC/DC變換電路、DC/AC逆變電路、DC/DC控制模塊和DC/AC控制模塊；

所述DC/DC控制器模塊包括：最大功率跟蹤模塊、第一線性自抗擾控制模塊和脈沖寬度調制模塊，最大功率跟蹤模塊的電流輸入端連接光伏陣列模塊中的光伏極板的電流采集輸出端；光伏極板的電壓采集輸出端連接最大功率跟蹤模塊的電壓輸入端和第一線性自抗擾控制模塊的第二輸入端；第一線性自抗擾控制模塊的第一輸入端連接最大功率跟蹤模塊的輸出端；第一線性自抗擾控制模塊的輸出端連接脈沖寬度調制模塊的輸入端，脈沖寬度調制模塊的輸出端控制DC/DC變換電路中的光伏功率管的導通和關閉；

所述DC/AC控制器模塊包括：鎖相模塊、正弦基準波生成模塊、第二線性自抗擾控制模塊、正弦脈寬調制模塊、第三線性自抗擾控制模塊和乘法器模塊；DC/AC逆變電路中穩壓電容上的電壓輸入到第三線性自抗擾控制模塊的第一輸入端，穩壓電容的參考電壓輸入到第三線性自抗擾控制模塊的第二輸入端，第三線性自抗擾控制模塊的輸出端連接乘法器模塊的第二輸入端，鎖相模塊的輸入端連接交流電網，鎖相模塊的輸出端連接正弦基準波生成模塊的輸入端，正弦基準波生成模塊的輸出端連接乘法器模塊的第一輸入端，乘法器模塊的輸出端連接第二線性自抗擾控制模塊的第一輸入端，第二線性自抗擾控制模塊的第二輸入端上輸入DC/AC逆變電路中濾波電感的輸入電流，第二線性自抗擾控制模塊的輸出端與正弦脈寬調制模塊的輸入端連接，正弦脈寬調制模塊輸出信號控制DC/AC逆變電路中四個功率管的導通與關斷。

所述第一、第二或第三線性自抗擾控制模塊均包括第一減法器、第二減法器、第三減法器、第一加法器、第二加法器、第一積分器、第二積分器、比例系數模塊、第一控制增益模塊、第二控制增益模塊、第一系數模塊和第二系數模塊；