[发明专利]一种光伏逆变器直流电压暂态跌落抑制方法

说明书

一种光伏逆变器直流电压暂态跌落抑制方法，包括：1)在每个控制周期，计算逆变器直流电压U_dc的微分U_{dc_d}；2)将直流电压的微分量U_{dc_d}与直流电压U_dc求和，再与直流电压的参考值U_dc^*作差，得到直流电压的误差，直流电压的误差通过直流电压PI控制器得到直流电压外环的输出U_{dc_out}；3)将直流电压外环的输出U_{dc_out}加上直流电流全前馈i_ffd得到电流内环的参考值i₁^*；4)将电流内环的参考值i₁^*减去电流采样值i₁得到电流误差值，电流误差值通过电流内环PI控制器得到该控制周期的控制量；5)对该控制量调制得到各开关管的PWM脉冲。本发明能够使直流电压的暂态跌落得到极大的抑制，响应快速。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种光伏逆变器直流电压暂态跌落抑制方法。

背景技术

随着自然环境的日益恶化以及化石能源的日益枯竭，可再生能源发电技术得到了越来越多的关注。其中由于太阳能取之不尽的特点和光伏发电清洁无污染的优势，光伏发电技术得到了广泛的应用。光伏发电是利用光伏电池板的光生伏特效应将太阳能直接转变为电能的一种技术，光伏电池板发出的为直流电，需要通过并网逆变器转换为交流电。

参见图1，常见的三相并网逆变器采用三电平拓扑，适用于高压大容量应用场合，具有输出电压谐波含量低、效率高的优势。该逆变器采用LCL滤波器，前级电感为L₁，后级电感为L₂，交流滤波电容C_AC。逆变器的直流电压U_dc、直流电流i_PV、输出电流i₁和电网电压v_g参与系统的控制。由于需要控制逆变器的并网变流与跟踪最大功率点，逆变器采用直流电压外环、输出电流内环的双环控制方式，为了提高直流电压利用率，调制方式采用SVPWM调制。

光伏逆变器通常工作于最大功率点跟踪模式，直流电压跟随光照而变化。在夏日气温较高时，由于光伏电池板的温度特性，此时最大功率点电压较低，导致逆变器调制度较高，接近饱和。如果光伏板突然被云彩遮挡，光照突变，逆变器的输入功率会大幅减小，而由于此时逆变器的输出功率不变，直流电压会产生暂态跌落。如果电压跌落幅度太大，易造成逆变器调制度不足，会对逆变器输出电流的控制产生不利影响，严重会导致逆变器故障停机。

为了抑制直流电压暂态跌落，传统方法是提高电压外环的响应速度。但是电压环的控制与最大功率点跟踪有关，改变电压环响应速度会造成直流电压在最大功率点附近震荡，且外环的速度受到电流内环的限制，响应速度无法提高太多，无法有效抑制直流电压的暂态跌落。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种光伏逆变器直流电压暂态跌落抑制方法，利用直流电流全前馈抵消光照对直流电压的扰动，并且利用微分负反馈对被控量的变化趋势进行抑制，加快系统的响应速度，减少调节所需要的时间。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)在每个控制周期，计算逆变器直流电压U_dc的微分U_{dc_d}；

2)将直流电压的微分量U_{dc_d}与直流电压U_dc求和，再与直流电压的参考值U_dc^*作差，得到直流电压的误差，直流电压的误差通过直流电压PI控制器得到直流电压外环的输出U_{dc_out}；