[发明专利]一种基于有源阻尼的光伏发电并网逆变器控制方法

说明书

本发明公开了一种基于有源阻尼的光伏发电并网逆变器控制方法，包括采集逆变器信号，进行Park变换，根据LCL型并网逆变器建立哈密尔顿系统数学模型，即PCHD数学模型，通过PCHD数学模型计算出系统的无源控制率u，采用u控制逆变器，得到系统控制率在两相旋转坐标系d、q轴上的分量U_d和U_q，将U_d，U_q变换到两相静止坐标系中，得到U_α和U_β，将U_α、U_β输入陷波器中得到处理后α、β轴调制电压U_α^’、U_β^’，将调制电压U_α^’、U_β^’输入逆变电路中SVPWM模块得到逆变电路开关管的占空比信号，将占空比信号输入LCL型三相并网逆变器的驱动保护电路以控制逆变电路开关管的开通与关断。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种基于有源阻尼的光伏发电并网逆变器控制方法。

背景技术

光伏发电是新能源研究的一个重要方向，光伏并网逆变器是光伏发电系统的重要环节。光伏发电系统的结构通常是通过两个部分组合而成，即光伏阵列和电网连接部分。

逆变器在工作中开关器件的频繁启停会使得其输出侧具有一定含量的谐波，当光伏发电能量通过导线传输时，导线的等效阻抗和系统的杂散电感，电容可能会放大这些谐波。为了使系统输出效果更好，常用L型、LC型和LCL型滤波器消除光伏发电系统中的谐波。

根据对常见滤波器结构和特点的分析，LC和LCL型滤波器能够抑制高于谐振频率的谐波，而且衰减响应速度快，广泛适用在并网逆变器的设计。LCL型滤波器和LC型滤波器相比具有与电网阻抗更好的解耦能力，但是需要考虑谐振频率处的谐振尖峰和电感处产生的电流纹波，这些会在并网时对电网产生不利影响。

在并网逆变器的研究中谐振是一个重要的方向，根据谐振产生的原因，可以在逆变器的系统中在增加阻尼了抑制在谐振频率处的谐振，在并网逆变器的阻尼的控制中主要有无源阻尼和有源阻尼两种。无源阻尼是最简单直接的控制方法，而且不受使用的开关器件频率的限制，但是该方法主要是利用在滤波器的各个支路串联或是并联电阻来增加系统的阻尼，增加系统额外功耗从而减低系统效率。有源阻尼主要是利用智能控制算法，能够克服无源的缺点，不会需要在滤波器中增加额外的电气元件，不会有额外功耗。

为了实现有源阻尼控制，有研究提出基于电容电流反馈控制来实现阻尼的方法，还有提出了电容电压反馈的阻尼方式，但是这些方法都需要增加传感器，提高了整个增加阻尼的控制复杂度和成本。后来有研究提出了利用分裂电容法将三阶系统转化为一阶系统解决存在的谐振问题，但是实际工程中较难实现。在电网电流的线性控制中常用的控制器有例积分(PI)控制器、比列谐振(PR)控制器、预测控制，但是这些控制复杂、并网动态性能差等缺陷。还需要抑制在谐振频率附近逆变侧电流电流谐波和电网侧电压谐波引起的谐振。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于有源阻尼的光伏发电并网逆变器控制方法，解决了现有光伏发电并网逆变器控制方法难以抑制系统谐振尖峰，使并网系统抗干扰能力弱的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于有源阻尼的光伏发电并网逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集逆变器信号，并对采集的逆变器信号进行Park变换；

步骤2，根据LCL型并网逆变器建立哈密尔顿系统数学模型，即PCHD数学模型；

步骤3，通过PCHD数学模型计算出系统的无源控制率u，采用系统的无源控制率u控制逆变器，得到系统控制率在两相旋转坐标系d、q轴上的分量U_d和U_q；