[發明專利]一種光伏并網逆變器及其調制方法

有效

• 申請號: 202011601035.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112821443B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 陳萬;王紫欣;張濤;武莎莎;葉小婷;莫麗紅;魯慶
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李鋒

1.一種光伏并網逆變器，其特征在于，包括光伏監測模塊、輔助電路模塊、控制電路、DC/DC模塊、逆變模塊以及并網模塊；

所述光伏監測模塊用于對光伏組群進行檢測，并控制光伏組群的連接方式；

所述輔助電路模塊用于對控制電路上的電子元器件提供電壓；

所述控制電路為光伏并網逆變器提供開關信號，并保證光伏并網逆變器的安全運行；

所述DC/DC模塊用于將光伏組群產生的直流電壓轉換為逆變部分需要的直流電壓；

所述逆變模塊將光伏陣列發出的電能逆變為與電網電壓同頻同相的交流電；其中的電力電子器件以脈寬調制的形式受控于控制電路發出的開關信號，實現開通和管斷，從而將DC/DC產生的直流電逆變成三相交流電；

所述并網模塊用于將滿足用電要求的光伏電網并入到公共電網中，具體包括以下步驟：

步驟一：獲取公共電網的電流與電壓，其中，所述電流與電壓均為瞬時電流與瞬時電壓；

步驟二：將一天內的瞬時電流與瞬時電壓按照秒為單位進行記錄，并獲得一天內的中位瞬時電流與中位瞬時電壓；其中一天具體為24H且其起始時間為00點00分；

步驟三：調節時光伏電網并網的電流與電壓為中位瞬時電流與中位瞬時電壓；具體的，通過調制方法對光伏電網并網時的電流與電壓進行調整；

步驟四：獲取未來一周內中位瞬時電流與中位瞬時電壓出現的時間節點，并統計出現次數最高的時間節點，并標記為接入時間；

步驟五：在接入時間內將光伏電網并網至公共電網中；

所述光伏監測模塊用于對光伏組群進行檢測，并控制光伏組群的連接方式，具體為，獲取光伏電網的實時電壓與實時電流，并同時獲取存儲電池的電流與電壓，當存儲電池的電流低于虧損值時，將光伏電網內的光伏板連接轉化為相互并聯；

當存儲電池的電壓低于虧損值時，將光伏電網內的光伏板連接轉化為相互串聯；

所述調制方法具體為，CPU進行初始化，用戶寄存器初始化；此時啟動PWM中斷，此時PWM系統開始自檢，自檢正常后，接通并網繼電器，并啟動鎖相；

當等待中斷時，加載PWM中斷程序，并啟動中斷保護，采用MPPT算法對相關電量的坐標進行轉換，并通過PI算法進行坐標返轉換，在通過SVPWM算法進行中斷恢復；

PWM的輸出方式為中心對齊方式，PWM的最高輸出精度則為2個時鐘周期，PWM的模值是輸出周期所對應計數值的一半；通過公式PWM計數模值×PWM時鐘周期×2求出PWM周期；通過公式PWM計數值×PWM時鐘周期×2求出PWM脈寬；且PWM內設置有死區時間；

所述采用MPPT算法對相關電量的坐標進行轉換具體為，通過矩陣獲得三項靜止參考坐標系，其中，i_a、i_b、i_c為逆變器輸出電流，u_a、u_b、u_c為逆變器輸出電壓，e_ga、e_gb、e_gc為網側相電壓，L為逆變器輸出電流，R為逆變器與網側之間的等效電阻；

將矩陣通過Clarke變化和Park變化后轉化為d-q坐標系，從而將逆變器輸出電流、逆變器輸出電壓、網側相電壓、逆變器輸出電流以及逆變器與網側之間的等效電阻轉化為直流量，從而達到理想狀態，具體的，Clarke變化和Park變化為，此時選擇d-q同步旋轉坐標系的初始參考軸，則得出消除由網側諧波引起的輸出電流失真,通過調節轉換后的d、q軸電流即可調節輸出有功和無功功率，控制q軸電流為零，逆變輸出電流與網側電壓同頻同相，功率因數此時為1；

所述PI算法具體為其中，u為輸出量，e為誤差信號，K_p為PI算法中的比例調節系數、K_i為PI算法中積分調節系數；

將T表示采樣周期，則第n-1次的PI輸出為

所述SVPWM算法具體為，讀取電壓與電流的采樣信號，計算下一個目標矢量的大小與方向，并判斷目標矢量所在的扇區，根據所在的扇區的信息選擇合成矢量，計算合成矢量的作用時間并裝載PWM計數值，同時刪除窄脈沖，判斷完目標矢量的扇區位置后，依據旋轉角度繼續判斷目標矢量在該扇區的前半區域還是后半區域，在前半區域，則使用第二矢量順序，在后半區域，則使用第一矢量順序。