一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法
2023-06-02 01:45:11 1
一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法
【專利摘要】本發明涉及一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法，屬於光伏逆變器併網控制【技術領域】。本發明首先對逆變器停機狀態下電壓、電流採樣通道進行零漂校正，然後在逆變器運行狀態下通過採樣三相電流在多個開關周期內的平均值來獲取輸出電流的直流分量，利用PI控制器對直流分量進行無差控制，然後將無差控制後得到結果疊加到光伏逆變器的調製波上，並將疊加後的調製波與載波進行比較得到調整後的開關驅動信號；最後用調整後的開關驅動信號控制逆變器，使逆變器併網電流的直流分量減少，從而實現對光伏併網逆變器併網電流直流分量的抑制。本發明所述的抑制方法實現簡單、控制方便、不增加系統的硬體成本、並且不影響逆變器輸出的電能質量。
【專利說明】一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法，屬於光伏逆變器併網控制技 術領域。
【背景技術】
[0002] 近年來，光伏產業發展迅速，在電力供應中扮演的角色逐漸突顯，越來越多的光伏 發電系統接入到電網中，對傳統的電網提出了新的挑戰，同時也對光伏發電併網控制技術 有了更高的要求，光伏發電系統併網前輸出高質量的電流才能保證光伏逆變器對電網的不 利影響減小到最小。對於輸出無隔離變壓器的逆變器而言，其輸出電流的直流分量會注入 電網，嚴重時會對電網設備產生不良影響，如引發變壓器或互感器飽和、變電所接地網腐蝕 等問題，因此目前光伏逆變器均要求具備一定的輸出電流直流分量抑制能力。
[0003] 目前，現有抑制三相直流分量一種可能的方法是在逆變器中加入一個隔直電容， 但由於該隔直電容在50Hz頻率處需呈現低阻，因此，必須選用容值較大的電容，而容值較 大的電容不但增加了系統的成本，而且還降低了系統整機效率。另一種抑制直流分量的最 簡單方法是在併網逆變器和電網之間連接一個工頻變壓器，但工頻變壓器體積大、功耗大 且成本高。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法，以解決現有直流分 量抑制過程中所帶來的成本高以及效率低的問題。
[0005] 本發明為解決上述技術問題而提供一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法，該直 流分量抑制方法包括以下步驟：
[0006] 1)採集逆變器運行狀態下至少兩個工頻周期內的併網三相電流，計算其平均值， 並以該平均值作為併網電流的三相直流分量；
[0007] 2)利用PI控制對得到的三相直流分量進行0無差控制；
[0008] 3)將無差控制後得到結果疊加到光伏逆變器的調製波上，並將疊加後的調製波與 載波進行比較得到調整後的開關驅動信號；
[0009] 4)用調整後的開關驅動信號控制逆變器，使逆變器併網電流的直流分量減少，從 而實現對光伏併網逆變器併網電流直流分量的抑制。
[0010] 所述的直流分量抑制方法還包括在逆變器停機狀態下對電壓、電流採樣通道進行 零漂校正的過程，以減小控制系統反饋通道因零點漂移引起的直流分量。
[0011] 所述的直流分量抑制方法還包括依據實測直流分量抑制效果對直流分量無差控 制結果進行限幅的過程。
[0012] 本發明的有益效果是：本發明首先對逆變器停機狀態下電壓、電流採樣通道進行 零漂校正，然後在逆變器運行狀態下通過採樣三相電流在多個開關周期內的平均值來獲取 輸出電流的直流分量，利用PI控制器對直流分量進行無差控制，然後將直流分量抑制控制 器的輸出引入到SVPWM的調製波上從而實現對輸出直流分量的抑制。考慮到電壓、電流採 樣通道零點漂移對逆變器輸出直流分量的影響，本發明對採樣通道進行零漂校正以減小控 制系統反饋通道零點漂移對輸出電流直流分量的影響。通過多個工頻周期電流的平均值來 獲取輸出電流直流分量，該直流分量獲取方法簡單易操作。利用PI控制器對直流分量進行 0無差控制，並對控制器輸出進行限幅，從而避免因直流分量抑制對逆變器正常控制造成影 響。將直流分量抑制控制器的輸出直接引入到SVPWM調製波上通過調整開關驅動信號實現 對直流分量的抑制，該方法簡單、易行、實用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是基於旋轉變換光伏逆變器控制框圖；
[0014] 圖2是本發明光伏併網逆變器直流分量抑制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0016] 本發明中的光伏逆變器為基於三相半橋拓撲的光伏逆變器，通過AD晶片讀取三 相電流、三相電壓以及直流電壓、直流電流，在傳統逆變器控制結構上無需增加其他傳感器 如圖1所示，控制各子模塊對應的光伏陣列處於最大功率跟蹤控制（MPPT)下，將逆變器直 流電壓的實測值udc與直流電壓的參考值udc*的偏差進行調節得到有功電流的參考值 id*，對逆變器併網電流進行dq變換，將三相電流變換到靜止坐標系，得到d、q軸電流分量 id和iq，再將得到電流分量id和iq分別與有功電流的參考值id*和無功電流的參考值iq* 做差後進行PI調節，並將PI調節後的結果從靜止坐標下轉換到旋轉坐標系下，進行SVPWM 波調製，並將得到的SVPWM調製波與載波進行比較來獲取逆變器的開關驅動信號，從而實 現對逆變器的驅動控制。本發明在上述光伏逆變器併網控制的基礎上進行直流抑制，光伏 併網逆變器直流分量抑制方法的具體流程如圖2所示，【具體實施方式】如下：
[0017] 1.停機狀態獲取電壓、電流採樣通道的採樣值，參照獲取的採樣值對電壓、電流採 樣通道進行零漂校正，校正後的電壓、電流採樣通道採樣值應在接近0。該步驟是考慮到電 壓、電流採樣通道零點漂移對逆變器輸出直流分量的影響，先對採樣通道進行零漂校正可 以減小控制系統反饋通道零點漂移對輸出電流直流分量的影響。
[0018] 2.在逆變器運行狀態採集併網電流，求取至少兩個工頻周期電流的平均值來獲取 輸出電流的直流分量，本實施例以四個工頻周期為例，如圖1所示。無需增加任何用於直流 分量檢測的硬體設備即可滿足抑制直流分量控制系統的需要。
[0019] 3.將獲取的直流分量和目標值0進行比較得到誤差值，利用PI控制器進行0無差 控制。
[0020] 4.依據實測直流分量抑制效果對直流分量抑制控制器輸出進行限幅，以避免因直 流分量抑制對逆變器正常控制造成影響。
[0021] 5.將直流分量抑制控制器輸出直接引入到SVPWM調製波上，並將加載後的調製波 與載波進行比較來獲取調整過的開關驅動信號。
[0022] 6.依據調整後的開關驅動信號控制逆變器，使逆變器輸出電流的直流分量減少， 從而實現對光伏併網逆變器直流分量的抑制。
【權利要求】
1. 一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法，其特徵在於，該直流分量抑制方法包括以 下步驟： 1) 採集逆變器運行狀態下至少兩個工頻周期內的併網三相電流，計算其平均值，並以 該平均值作為併網電流的三相直流分量； 2) 利用PI控制對得到的三相直流分量進行0無差控制； 3) 將無差控制後得到結果疊加到光伏逆變器的調製波上，並將疊加後的調製波與載波 進行比較得到調整後的開關驅動信號； 4) 用調整後的開關驅動信號控制逆變器，使逆變器併網電流的直流分量減少，從而實 現對光伏併網逆變器併網電流直流分量的抑制。
2. 根據權利要求1所述的一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法，其特徵在於，所述 的直流分量抑制方法還包括在逆變器停機狀態下對電壓、電流採樣通道進行零漂校正的過 程，以減小控制系統反饋通道因零點漂移引起的直流分量。
3. 根據權利要求1或2所述的一種光伏併網逆變器直流分量抑制方法，其特徵在於，所 述的直流分量抑制方法還包括依據實測直流分量抑制效果對直流分量無差控制結果進行 限幅的過程。
【文檔編號】H02J3/38GK104124701SQ201410289086
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】陳北海, 梁燕, 劉剛, 孫健, 李建偉, 蘆開平, 張揚, 郭寅遠 申請人:許繼電氣股份有限公司