[發明專利]一種集中式光伏逆變器諧波消除的控制方法

在審

• 申請號: 201810852077.X
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108879683A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 熊磊;陳仲國;陳建軍;張震豪
• 申請（專利權）人: 浙江芯能光伏科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 嘉興永航專利代理事務所(普通合伙) 33265
• 代理人: 蔡鼎

本發明提供了一種集中式光伏逆變器諧波消除的控制方法，屬于電子技術領域。它解決了現有技術中集中式光伏逆變器的諧波消除效果和系統穩定性不佳的問題。本方法包括：a、對三相逆變電流采樣并求得三相逆變電流在旋轉坐標系中的正負序值；b、對三相逆變電流正負序值進行PI控制、濾波處理得到初步電流控制輸出值；c、對并網集中式逆變器的線電壓進行采樣和線相變換得到并網集中式逆變器的三相電壓；d、對三相電壓進行三階復矢量濾波器變換、park變換和IIR濾波器濾波得到三相電壓的旋轉坐標系正負序值；e、將三相電壓正負序值和初步電流控制輸出值進行疊加得到最終電流控制輸出值。本方法能夠有效消除電網電壓諧波帶來的影響、提高系統穩定性。

技術領域

本發明涉及光伏逆變器諧波控制技術領域，尤其涉及一種集中式光伏逆變器諧波消除的控制方法。

背景技術

近年來新能源產業迅猛發展，我國光伏發電系統裝機容量已達到上百個GW，集中式光伏逆變器廣泛應用于光伏發電系統。在電力系統中，隨著光伏發電容量的不斷增大，電網的諧波污染越來越嚴重，較高的諧波會增加線路損耗、加速設備老化、帶來設備的不穩定、引起設備串并聯諧振等等。

集中式光伏逆變器在電網質量較好的情況下，本身并不帶來較大的諧波，但是當電網質量較差，電網背景諧波很高的時候，光伏逆變器并網電流會附帶一部分諧波電流。現有技術中，集中式并網逆變器對消除諧波的控制方法都是基于電壓背景諧波的處理，對電壓背景諧波進行濾波和陷波處理，該處理方式會影響并網逆變器的實時響應和低電壓穿越。如果逆變器的拓撲結構為LCL結構時，如果逆變器的交流線纜過長時還會引入線路感抗，此時的濾波陷波處理會容易導致逆變器引起諧振，諧波消除效果不明顯且容易帶來不穩定?，F場測試500kw集中式逆變器采用舊控制方式波形如圖1所示，a表示電流波形、b表示電壓波形，舊有控制在電網背景諧波3％時，功率300KW時電流諧波接近10％，從圖可以看出舊方法容易受電網影響，并引入LCL諧振。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種集中式光伏逆變器諧波消除的控制方法，該控制方法所要解決的技術問題是如何提高集中式光伏逆變器諧波消除效果和穩定性。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種集中式光伏逆變器諧波消除的控制方法，包括以下步驟：

a、對三相逆變電流采樣并進行正負序3/2變換得到三相逆變電流在旋轉坐標系中的正負序值；

b、對步驟a中獲得的三相逆變電流在旋轉坐標系中的正負序值進行PI控制后經過陷波器進行濾波處理得到初步電流控制輸出值；

c、對并網集中式逆變器的線電壓進行采樣和線相變換得到并網集中式逆變器的三相電壓；

d、對步驟c中獲得的三相電壓依次進行三階復矢量濾波器變換、park變換和IIR濾波器濾波得到三相電壓的旋轉坐標系正負序值；

e、將步驟d中獲得的三相電壓的旋轉坐標系正負序值和步驟b中的初步電流控制輸出值進行疊加得到最終電流控制輸出值。

本發明通過三階復矢量濾波器變換一直高頻諧波，然后通過IIR濾波器，IIR濾波器也叫遞歸濾波器，其運算結構通常由延時、乘以系數和相加等基本運算組成遞歸型結構，可以組合成直接型、正準型、級聯型、并聯型四種結構形式，都具有反饋回路，通過反饋回路設計，使濾波結果更精準可靠，從而使控制輸出前饋能更加平穩，避免因為電網電壓波動而導致控制系統超調；此外，通過PI控制能保持系統良好的平穩性，一旦干擾突變，出現超調時，系統能迅速恢復平衡穩定狀態。

在上述的一種集中式光伏逆變器諧波消除的控制方法中，所述三階復矢量的傳遞函數如下：

其中ω₀為電網額定頻率，s為拉普拉斯變換因子，j為復矢量虛部因子。