[发明专利]一种并网光伏发电系统的工作方法

权利要求书

1.一种并网光伏发电系统，其特征在于它是由锁相环、电流互感器、重复控制器以及PWM产生器组成；所说的电流互感器和锁相环的输出分别连接重复控制器的两个输入，重复控制器的输出接入PWM产生器，PWM产生器的输出接到四路IGBT控制输入端。

2.根据权利要求1所说的一种并网光伏发电系统，其特征在于所说的锁相环为获取电网电压相位并将其送入重复控制器的一个输入端，它在控制器内部与标准正弦信号相乘得到控制所需的参考信号，使逆变器输出电压、频率、相位必须与电网电压一致，做到以单位功率因数并网。

3.根据权利要求1所说的一种并网光伏发电系统，其特征在于所说的电流互感器用于检测并网电流的大小并将其视为外部扰动输入到重复控制器的另一端，以期减小系统误差。

4.一种上述所说的并网光伏发电系统的工作方法，其特征在于由以下步骤构成：

(1)首先采集电网电压相位及并网电流：将得到的电压相位与标准50Hz的正弦波相乘得到控制输入的参考信号，它和被视为扰动信号的并网电流一起作为输入接入重复控制器；经重复控制器内部运算便得到控制逆变器的调制信号，将该信号送入PWM产生器中，与三角波比较，产生驱动逆变器的四路信号。该并网在输入功率与输出功率平衡这一前提下进行，由此确保系统稳定工作；

(2)设计重复控制器：将传统控制方法与重复控制方法混合使用，对含有滤波器的逆变器建模采用常规的状态空间平均法建模，在此模型的基础上设计重复控制器，最终实现对并网逆变器的精确控制。

(3)设定逆变器的调制比m、开关频率f_c及单位周期内采样次数N的值，其中，U_01m为逆变器输出基波电压幅值，U_d为逆变器直流侧电压值

U_01m≈m×U_d

N=fc50]]>

(4)将重复控制器的输出送入PWM产生器，后者将产生四路IGBT驱动信号完成对逆变器的开关操作，最终实现将光伏电池输出的直流电逆变成交流电送入电网，完成太阳能光伏发电的并网控制。

5.根据权利要求4所说的一种并网光伏发电系统的工作方法，其特征在于所说的步骤(2)中设计重复控制器包括以下步骤：

i.首先列写出含滤波器的逆变器传递函数P(z)。对带有二阶滤波器的逆变器用状态空间平均法建模，假设电感的寄生电阻为r，则滤波器的传递函数为

Φ(s)=1scsL+r+1sc]]>

=1LcS2+rcs+1]]>

将上式Z变换后便得到P(z)，转换方法为：num＝[1]，den＝[L*C，r*C，1]，[numd dend]＝c2dm(num，den，5e-5，’zoh’)；

ii.补偿器设计

补偿器是针对控制对象P(z)设置的，其目标是使受控对象零相移、单位增益，对高频信号尽量衰减，其形式为：c(z)＝K_rz^kc₁(z)c₂(z)。在设计c(z)前先要画出被控对象P(z)的bode图，根据bode图来设计补偿器C(z)。

C₁(z)是一个二阶低通滤波器，它要满足两个条件：第一，阻尼比ξ大于1；第二，截止角频率ω_c要与P(z)的谐振角频率ω_r相当。这样，C₁的传递函数就可写出为：

c1(s)=ωr2s2+2×ξ×ωr+ωr2]]>

最后将该式进行Z变换，变换方法同上。

C₁(z)不能完全补偿P(z)的谐振峰值，此时剩余部分由C₂(z)来完成，其形式为：

C2(z)=Σi=0maizi+Σi=0maiz-i2Σi=0mai+a0]]>

最终要使C₂(z)的第一个波谷处在P(z)的谐振角频率ω_r附近；

iii.Z^k用来补偿被控系统的相位，k的取值是一个大于0的自然数。最后由K_r来完成增益补偿，K_r的取值要大于零小于一，Q(z)的取值同K_r。经过以上几步完成补偿器设计。