[发明专利]一种集中式光伏逆变器谐波消除的控制方法

说明书

本发明提供了一种集中式光伏逆变器谐波消除的控制方法，属于电子技术领域。它解决了现有技术中集中式光伏逆变器的谐波消除效果和系统稳定性不佳的问题。本方法包括：a、对三相逆变电流采样并求得三相逆变电流在旋转坐标系中的正负序值；b、对三相逆变电流正负序值进行PI控制、滤波处理得到初步电流控制输出值；c、对并网集中式逆变器的线电压进行采样和线相变换得到并网集中式逆变器的三相电压；d、对三相电压进行三阶复矢量滤波器变换、park变换和IIR滤波器滤波得到三相电压的旋转坐标系正负序值；e、将三相电压正负序值和初步电流控制输出值进行叠加得到最终电流控制输出值。本方法能够有效消除电网电压谐波带来的影响、提高系统稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏逆变器谐波控制技术领域，尤其涉及一种集中式光伏逆变器谐波消除的控制方法。

背景技术

近年来新能源产业迅猛发展，我国光伏发电系统装机容量已达到上百个GW，集中式光伏逆变器广泛应用于光伏发电系统。在电力系统中，随着光伏发电容量的不断增大，电网的谐波污染越来越严重，较高的谐波会增加线路损耗、加速设备老化、带来设备的不稳定、引起设备串并联谐振等等。

集中式光伏逆变器在电网质量较好的情况下，本身并不带来较大的谐波，但是当电网质量较差，电网背景谐波很高的时候，光伏逆变器并网电流会附带一部分谐波电流。现有技术中，集中式并网逆变器对消除谐波的控制方法都是基于电压背景谐波的处理，对电压背景谐波进行滤波和陷波处理，该处理方式会影响并网逆变器的实时响应和低电压穿越。如果逆变器的拓扑结构为LCL结构时，如果逆变器的交流线缆过长时还会引入线路感抗，此时的滤波陷波处理会容易导致逆变器引起谐振，谐波消除效果不明显且容易带来不稳定。现场测试500kw集中式逆变器采用旧控制方式波形如图1所示，a表示电流波形、b表示电压波形，旧有控制在电网背景谐波3％时，功率300KW时电流谐波接近10％，从图可以看出旧方法容易受电网影响，并引入LCL谐振。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种集中式光伏逆变器谐波消除的控制方法，该控制方法所要解决的技术问题是如何提高集中式光伏逆变器谐波消除效果和稳定性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种集中式光伏逆变器谐波消除的控制方法，包括以下步骤：

a、对三相逆变电流采样并进行正负序3/2变换得到三相逆变电流在旋转坐标系中的正负序值；

b、对步骤a中获得的三相逆变电流在旋转坐标系中的正负序值进行PI控制后经过陷波器进行滤波处理得到初步电流控制输出值；

c、对并网集中式逆变器的线电压进行采样和线相变换得到并网集中式逆变器的三相电压；

d、对步骤c中获得的三相电压依次进行三阶复矢量滤波器变换、park变换和IIR滤波器滤波得到三相电压的旋转坐标系正负序值；

e、将步骤d中获得的三相电压的旋转坐标系正负序值和步骤b中的初步电流控制输出值进行叠加得到最终电流控制输出值。

本发明通过三阶复矢量滤波器变换一直高频谐波，然后通过IIR滤波器，IIR滤波器也叫递归滤波器，其运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成递归型结构，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路，通过反馈回路设计，使滤波结果更精准可靠，从而使控制输出前馈能更加平稳，避免因为电网电压波动而导致控制系统超调；此外，通过PI控制能保持系统良好的平稳性，一旦干扰突变，出现超调时，系统能迅速恢复平衡稳定状态。

在上述的一种集中式光伏逆变器谐波消除的控制方法中，所述三阶复矢量的传递函数如下：

其中ω₀为电网额定频率，s为拉普拉斯变换因子，j为复矢量虚部因子。