[發(fā)明專利]一種基于電壓預測的母線電壓控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010584655.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111697624A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳星和
• 申請（專利權(quán)）人: 艾伏新能源科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02J3/24;H02J3/12
• 代理公司: 南京鼎傲知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32327
• 代理人: 劉煥敏

一種基于電壓預測的母線電壓控制方法，它涉及單相逆變器母線電壓控制技術(shù)領(lǐng)域。假設(shè)逆變器的輸入、輸出功率穩(wěn)定，不考慮損耗，逆變器的輸入功率在平均值上是剛好等于逆變器的輸出功率的，那么引起母線電壓倍頻波動的原因是并網(wǎng)的交流功率，將并網(wǎng)功率的交流部分提取出來，假設(shè)此交流部分為那么此交流功率引起的母線電壓波動可以用如下方式計算得到預測的母線電壓參考值。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明有益效果為：能夠既實現(xiàn)快速的母線電壓控制，又避免電網(wǎng)倍頻紋波被帶入到電流環(huán)中，可以有效的抑制電壓環(huán)中倍頻紋波的大小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單相逆變器母線電壓控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電壓預測的母線電壓控制方法。

背景技術(shù)

目前主要的單相并網(wǎng)逆變器交流側(cè)采用雙閉環(huán)控制(電壓環(huán)和電流環(huán))，電壓環(huán)控制母線電壓，電流環(huán)控制并網(wǎng)電流。對于電壓環(huán)的控制一般選擇參考母線電壓和實際母線電壓的差值作為控制器的輸入，經(jīng)過一個PI控制器轉(zhuǎn)換為并網(wǎng)電流的參考值，以此作為電流環(huán)的輸入。雙閉環(huán)控制系統(tǒng)可以保證穩(wěn)定的母線電壓和穩(wěn)定的功率輸出。

對于單相逆變器，由于輸出功率必然存在電網(wǎng)倍頻(100Hz，對于50Hz 的電網(wǎng))的波動，即使逆變器的輸入功率恒定，在母線電壓上也一定會有一個電網(wǎng)倍頻的紋波，這對于電壓環(huán)的控制造成了不利的影響。對于電壓環(huán)的控制，既希望能夠?qū)崿F(xiàn)快速的功率響應(yīng)以應(yīng)對功率的變化，又希望能夠把電網(wǎng)倍頻的紋波過濾掉避免引入到電流環(huán)中，這對于傳統(tǒng)的控制策略是矛盾的。為了實現(xiàn)快速的響應(yīng)特性，就必須提高控制器的截止頻率，因而造成母線紋波引入到電流環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種基于電壓預測的母線電壓控制方法，能夠既實現(xiàn)快速的母線電壓控制，又避免電網(wǎng)倍頻紋波被帶入到電流環(huán)中，可以有效的抑制電壓環(huán)中倍頻紋波的大小。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案是：所述的一種基于電壓預測的母線電壓控制方法，其原理包括以下步驟：

假設(shè)逆變器的輸入、輸出功率穩(wěn)定，不考慮損耗，逆變器的輸入功率在平均值上是剛好等于逆變器的輸出功率的，那么引起母線電壓倍頻波動的原因是并網(wǎng)的交流功率，將并網(wǎng)功率的交流部分提取出來，假設(shè)此交流部分為那么此交流功率引起的母線電壓波動可以用如下方式計算得到：

由此，可以得到預測的母線電壓參考值。其中C為母線電容的容值，u 為母線電壓，U為母線電壓的平均值。

更進一步，帶通濾波器需要基于當前的電網(wǎng)頻率去設(shè)計，考慮到實際電網(wǎng)頻率的波動，將鎖相環(huán)給出的頻率反饋給帶通濾波器來實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)，可以實時根據(jù)電網(wǎng)頻率調(diào)整參數(shù)進而達到最好的抑制效果。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明有益效果為：能夠既實現(xiàn)快速的母線電壓控制，又避免電網(wǎng)倍頻紋波被帶入到電流環(huán)中，可以有效的抑制電壓環(huán)中倍頻紋波的大小；對比使用傳統(tǒng)控制方法和基于電壓預測的母線電壓控制方法的并網(wǎng)電流參考波形的諧波含量，可以看到在使用傳統(tǒng)方法時，諧波含量達到6％，而使用基于電壓預測的母線電壓控制方法時，諧波含量降低到了0.3％左右。這說明基于電壓預測的母線電壓控制方法可以有效的抑制電壓環(huán)中倍頻紋波的大小。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是傳統(tǒng)的電壓環(huán)控制環(huán)路示意圖；

圖2是基于電壓預測的母線電壓控制方法示意圖；