[发明专利]一种基于幅相控制的光伏发电装置及方法

权利要求书

1.一种采用基于幅相控制的光伏发电装置进行光伏发电的方法，其中所述光伏发电装置 包括主电路单元、主控单元、电压电流传感器、可编程控制器、电力参数测量单元和触摸屏 单元，其中，主电路单元包括由4组IGBT模块组成的三相四桥臂逆变器和驱动和功率放大单 元；主控单元，包括数字信号处理器DSP和可编程门阵列FPGA；电力参数测量单元由电力参 数表组成；电压电流传感器包括直流侧电压传感器和交流侧电压电流传感器；主电路单元的 输入端与直流侧电压传感器的输入端相连，主电路单元的输出端与交流侧电压电流传感器的 输入端相连；直流侧电压传感器的输出端与驱动和功率放大单元的输入端相连；驱动和功率 放大单元的输出端与IGBT模块的输入端相连，驱动和功率放大单元的输入端与主控单元的输 出端相连；可编程控制器与主控单元相连，可编程控制器与触摸屏单元相连，电力参数测量 单元的输出端与可编程控制器的输入端相连，电力参数测量单元的输入端与交流侧电压电流 传感器的输出端相连，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：交流侧电压电流传感器检测到三相交流电压、三相交流电流，送给主控单元的 数字信号处理器DSP进行处理；

步骤2：主控单元的数字信号处理器DSP根据检测到的三相交流电压、三相交流电流以 及直流侧电压的给定值，通过幅值控制、相位控制和内环控制，确定电压调节的输出电压 e^*(t)，并将得到输出电压e^*(t)传递给可编程门阵列FPGA；

其中，幅值控制、相位控制和内环控制的过程如下：

将系统给定电压U^*(t)的幅值和相位分离，分别对幅值和相位进行控制：幅值控制是指对 检测到的系统给定电压U^*(t)和逆变器的输出电压U(t)的幅值进行比较，经过比例调节控制输 出，输出的电压为U^*+ΔU^*；相位控制是将系统给定电压U^*(t)经过幅值和相位分离后输出的 正弦函数sinωt与输出电压U(t)进行比较，分解出相位偏移角θ，经比例调节控制输出为 sin(ωt+θ)，幅值控制和相位控制得到的结果相乘，得到内环控制目标函数e(t)，e(t)与逆变 器输出电压U(t)比较，经比例调节控制后，得到输出电压e^*(t)；

步骤3：可编程门阵列FPGA接收到的输出电压e^*(t)与三角波发生器产生的波形合成PWM 波形，发送给主电路单元的驱动和功率放大单元；

步骤4：主电路单元中的开关器件根据放大后的脉冲信号产生导通和关断。

2.根据权利要求1所述的采用基于幅相控制的光伏发电装置进行光伏发电的方法，其 特征在于：步骤2所述的幅值控制、相位控制和内环控制，需要满足解耦控制条件，具体公 式如下：

(k_p+1)/k_n＝-k_l

其中，k_p表示相控制系数，k_n表示零相控制系数，k_l表示相电感与零相电感的比值系数。