[发明专利]单相光伏并网系统的并网电流测量及直流分量抑制方法

说明书

本发明提供了一种单相光伏并网发电系统的并网电流测量及直流分量抑制的方法，其特征在于：首先通过采用电流互感器来测量并网电流，对系统进行控制、保护与监测；然后通过提取直流母线电压中的基频成分来评估并网电流中的直流分量信息，将获取的直流分量与0作差后经过PI控制器补偿，PI控制器的输出作为额外并网电流参考反馈给并网电流控制器，从而消除系统中的直流注入。本发明方法可替代网侧霍尔电流传感器的使用，且无需额外的硬件电路即可消除并网电流中的直流成分，方法简便、实用，有效降低了光伏发电系统的成本。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域及光伏新能源发电领域，特别涉及一种单相光伏并网系统的并网电流测量及直流分量抑制方法。

背景技术

随着全球石油、煤、天然气等化石能源储量的日益枯竭以及燃烧化石能源导致的环境问题，寻找和开发新的可代替的清洁能源已经成为全世界关注的焦点。由于太阳能资源蕴藏丰富、分布广泛，光伏发电成为解决现阶段能源问题的最有效手段之一。光伏发电所具备的清洁、安全、寿命长、维护小等诸多优点使其被公认为二十一世纪最重要、最具活力的新能源，发展光伏产业是各能源消耗大国解决能源危机、经济发展与环境保护之间矛盾的最佳途径之一。

目前随着国家光伏上电补助的降低，各家企业都在着力降低光伏发电系统的成本。作为系统稳定、可靠运行的重要保证，电网侧霍尔电流传感器的使用格外重要。然而，霍尔电流传感器的使用大大增加了光伏发电系统的成本。电流互感器利用电磁感应定律制成，具有成本低、稳定性高、方便安装及维护的优点，已经广泛应用于电力系统的继电保护。然而在光伏并网发电系统中，电流互感器尚未见到应用。这是因为由于系统电压、电流采样的偏置和采样系数误差、开关器件及驱动信号的不对称性等，导致并网电流中存在着直流成分。而电流互感器无法测量直流信息，因此可能会使并网电流的直流分量超标，从而导致变压器的饱和。

在光伏发电系统中，为了消除并网电流的直流成分，进而满足光伏并网标准，目前常用的直流分量抑制方法需要额外的电流、电压传感器或者硬件电路，这增加了系统的成本和复杂度。

发明内容

本发明提供了一种单相光伏并网系统的并网电流测量及直流分量抑制方法，其目的是为了解决传统单相光伏发电系统中网侧电流测量采用霍尔传感器以及消除并网电流直流分量所需额外电路带来的高成本的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种单相光伏并网系统的并网电流测量及直流分量抑制方法，包括：

步骤1，分别采集单相光伏并网发电系统的光伏输入电压、光伏输入电流、直流母线电压、并网电流及电网电压；

步骤2，对采集到的光伏输入电压、输入电流、直流母线电压、并网电流及电网电压进行最大功率点追踪和系统的控制；

步骤3，通过提取直流母线电压的基频纹波的幅值信息来评估并网电流的直流分量，将获取的直流分量成分通过额外的闭环补偿控制器来消除电网电流中的直流偏置；

步骤4，通过载波调制方法和脉冲宽度调制产生电路来产生脉冲宽度调制信号，将所述脉冲宽度调制信号传输给驱动电路以控制开关管的通断。

其中，所述步骤1中并网电流采集具体包括：

采用电流互感器测量网侧电路的交流电流，将所述电流互感器的原边串入到网侧电路中，所述电流互感器的副边连接到采样调理电路；

根据电流互感器的原、副边匝比及调理电路的信息从而获得并网电流的信息。

其中，所述步骤3还包括：确定并网电流直流分量与直流母线电压纹波间的关系；具体包括：

采用开关周期平均法对逆变器进行建模，建立基于开关周期平均的模型为：