[发明专利]一种基于Boost升压电路的低电压穿越控制方法

权利要求书

1.一种基于Boost升压电路的低电压穿越控制方法，用于两级式光伏逆变器的低电压穿越；所述两级式光伏逆变器由Boost升压电路以及DC/AC逆变电路构成，所述DC/AC逆变电路通过三相电路连接于电网，所述三相电路上连接有用于采集电网电压、电流值的电压检测模块和电流检测模块；所述DC/AC逆变电路包括电连接的逆变器以及逆变器开关管；其特征在于，所述Boost升压电路连接有Boost控制系统，所述电压检测模块连接有基于SOGI的正负序分离锁相模块，所述DC/AC逆变电路连接有电流控制模块，所述电流检测模块连接有坐标变换模块；所述方法包括以下步骤：

S1.引入基于故障前最大功率点电压U_max前馈的母线电压控制外环PI，改变Boost升压电路部分的电压控制模式，将稳定直流母线电压U_dc作为控制目标；

S2.在发生三相不对称故障时，通过基于SOGI的正负序分离锁相模块对电压检测模块采集得到的电压值处理得到有功正序分量无功正序分量有功负序分量以及无功负序分量

S3.在发生三相不对称故障时，通过坐标变换模块将电流采集模块采集得到的电流值进行坐标变换得到电流有功分量i_d以及电流无功分量i_q；

S4.在电流控制模块中输入步骤S2得到的有功正序分量无功正序分量有功负序分量无功负序分量以及步骤S3得到的电流有功分量i_d、电流无功分量i_q，输出控制逆变器开关管的脉冲信号，对逆变器进行控制，实现低电压穿越；

步骤S1中，所述电压控制外环PI在直流母线电压U_dc上升时输出正的控制量以抬升光伏阵列的输出电压U_pc，在直流母线电压U_dc下降时输出负的控制量以降低光伏阵列的输出电压U_pc；

步骤S2中，基于SOGI的正负序分离锁相模块对三相不对称电压的处理步骤如下：

S21.对于三相不对称电压，根据对称分量法得到：

式(1)、(2)中，q为90°相位滞后因子，e_αβ为αβ静止坐标系中的电网电压，为电网电压正序分量，为电网电压负序分量；

S22.SOGI的传递函数为：

式(3)、(4)中，v为输入的正弦信号，ω’为滤波器中心频率，k是阻尼系数，常取为当SOGI的中心频率与输入信号的频率相同时，则输出信号v’与v具有相同的幅值和相位，qv’与v幅值相同，但是相位滞后90°；

步骤S3中坐标变换模块对三相不对称电流的处理步骤如下：

S31.根据对称分量法可建立光伏逆变器的交流侧数学模型：

式(5)中，e_d^P、e_q^P、e_d^N、e_q^N分别为电网电压有功正序分量、无功正序分量、有功负序分量、无功负序分量；u_d^P、u_q^P、u_d^N、u_q^N分别为逆变器输出电压有功正序分量、无功正序分量、有功负序分量、无功负序分量；i_d^P、i_q^P、i_d^N、i_d^N分别为电流有功正序分量、无功正序分量、有功负序分量、无功负序分量；R为负载电阻，L为滤波电感；

S32.定义K＝U_{d_fault}^P/U_N，其中，U_{d_fault}^P为故障时正序电压，U_N为并网点额定电压，K为电压跌落深度；

S33.在不过流的前提下，输出最大的无功电流：

i_{d_fault}^*＝i_max-i_R(t-t₁)(i_{d_fault}^*≥K_imax) (6)

式中，i_R为给定值，一般取8000，i_max＝I_N，I_N为并网点额定电流，i_{q_fault}^*为在给定电流指令id_fault*时的无功电流，i_{d_fault}^*为在给定电流指令id_fault*时的有功电流；

步骤S4中，所述电流控制模块包括第一控制环PI1、第二控制环PI2以及SVPWM模块，第一控制环PI1、第二控制环PI2分别与SVPWM模块电连接；

步骤S4中，所述电流控制模块对逆变器控制的步骤包括：

S41.根据由步骤S33计算得到的无功电流i_{q_fault}^*和有功电流i_{d_fault}^*计算有功电流调制信号

式(8)中，K_P1、K_I1分别为第一控制环PI1的比例系数和积分系数；

S42.根据公式(9)计算得到无功电流调制信号

式(9)中，K_P2、K_I2分别为第二控制环PI2的比例系数和积分系数；

S43.将步骤S41计算得到的有功电流调制信号步骤S42计算得到的无功电流调制信号送入SVPWM模块进行运算，得到DC/AC逆变电路的开关管控制信号。