[发明专利]一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统

权利要求书

1.一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统，其特征在于：包括光伏阵列模块、DC/DC模块、逆变全桥模块、滤波切换电路模块、采样模块、DSP控制器模块和工频隔离变压器模块；

所述光伏阵列模块与DC/DC模块连通，DC/DC模块与逆变全桥模块连通，逆变全桥模块与滤波切换电路模块连通，滤波切换电路模块与工频隔离变压器模块连通，DC/DC模块与工频隔离变压器模块通过采样模块与DSP控制器模块连通，DSP控制器模块分别与逆变全桥模块和DC/DC模块连通；

光伏阵列模块将采集到的太阳能转换成直流电能；基于采样模块采集光伏阵列的电压、电流信号；DSP控制器计算出DC/DC模块的控制信号，将光伏阵列输出的直流电能变换为直流电压源，并实现光伏阵列的最大功率点跟踪；基于采样模块从工频隔离变压器所采集到的并网电压、并网电流信号，DSP控制器计算出逆变全桥模块的控制信号来驱动逆变全桥模块运行；滤波切换电路将逆变全桥模块输出的高频SVPWM波经滤波后的正弦基波提供给本地负载，实现独立运行模式，或者经过工频隔离变压器将电能馈入电网，实现并网运行模式。

2.根据权利要求1所述的一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统，其特征在于：所述逆变全桥模块为IGBT模块，所述逆变全桥模块采用基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的调制算法，生成逆变全桥模块的运行开关信号                                               ，驱动逆变全桥模块并网运行。

3.根据权利要求1所述的一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统，其特征在于：所述DSP控制器模块为TMS320F28335芯片，实现光伏并网逆变系统的运行模式选择、SVPWM波的产生、并网控制算法的实现、检测参数的处理和保护。

4.根据权利要求1所述的一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统，其特征在于：所述DC/DC模块包括一种闭环数字PI控制器，PI控制器的参考值为最大功率跟踪（MPPT）算法所计算出的直流母线电压值，PI控制器的直流母线电压反馈值作为下一级逆变全桥电路的直流母线电压控制外环的参考值。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统，其特征在于：所述光伏并网逆变系统使用一种新型并网控制算法，所述算法为双闭环控制算法，所述算法由DSP控制器模块实现，用于控制逆变全桥模块，所述算法包括直流母线电压控制外环和并网电流控制内环，直流母线电压外环采用比例积分谐振（PIR）控制器，直流母线电压的给定值与反馈值的偏差经PIR控制器后作为d轴电流控制内环的参考值，其中直流母线电压谐振控制器的输出部分作为d轴电流二次谐波的参考值，相应的q轴电流控制内环的参考值为d轴电流二次谐波的参考值延迟90度后再反相，电流控制内环同样采用比例积分谐振（PIR）控制器来计算相应的控制电压，内环的方法与外环相同。

6.根据权利要求5所述的一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统，其特征在于：所述直流母线电压控制外环的原理为保证在三相静止坐标系下，三相正序输出电流不发生畸变现象；在三相电网电压不平衡下，若谐振系数为0，则三相电流平衡，但直流母线电压存在二次谐波，若谐振系数足够大，则直流母线电压中的二次谐波将被抑制，且三相并网电流不平衡度较小。

7.根据权利要求6所述的一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统，其特征在于：并网电流控制内环的原理为在d-q坐标系下，PI控制器控制并网电流的正序分量，谐振调节器则对频率为100Hz的2倍频负序电流分量进行放大增益，而对100Hz以外的频率成分进行抑制，从而来对并网电流的负序分量进行调节。

8.根据权利要求7所述的一种基于新型并网控制算法的光伏并网逆变系统，其特征在于：所述比例积分谐振（PIR）控制器的传递函数为：

其中，为比列系数，为积分系数，为谐振系数，为滤波切换电路的电感，为基波频率。