[发明专利]光伏逆变器接入点电压相位检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏逆变器接入点电压相位的检测方法。 

背景技术

光伏逆变器一般工作在最大功率跟踪(MPPT)状态，此时其输出电流跟踪电网交流电压的相位并保持同步，理想功率因数为1。为保证光伏逆变器的最大输出功率状态，其输出电流必须准确跟踪电网电压的相位。光伏逆变单元一般通过检测三相电压过零点的方式来实现电流与电压的相位同步，具有实时性好、跟踪迅速等优点。但实际线路电感并不为零，对于高频电力电子开关电路，其感抗远大于电阻，可近似为纯感抗。光伏逆变单元除含输出电感外，与电网之间还存在连接线路电感，因电流处于开关状态，将在线路电感上形成开关电压，致使交流采样电压不再具有光滑的正弦波形。尤其当光伏逆变器的输出电流较大时，开关电压峰-峰值甚至超过网侧电压峰-峰值，且在一个周期内可能存在多个电压过零点。此时采用检测电压过零点位置的方法来确定电压相位已不再有效，即使增加前置低通滤波器也不能完全消除开关电压的影响，且造成电压相位变化，检测误差较大。也有的光伏逆变单元采用锁相环(PLL)技术检测电网电压相位，尽管该方式可准确跟踪电网的频率，但并不能实现电压相位的准确跟踪。 

锁相环具有准确跟踪信号频率的特性，可精确界定信号的工作周期，但因锁相环利用输入与输出信号的相位差来调节压控振荡器的输出频率，在输入、输出信号间必然存在相位差，因而不能准确跟踪输入信号的相位。此外，锁相环单元本身还具有一定的锁相时间延迟。 

就目前文献所见，针对线路电感与开关过程的交互耦合影响，尚未有非常有效的电网电压相位检测方法以实现光伏逆变器输出电流与电压的准确同步。 

发明内容

本发明为了克服现有光伏逆变器接入点电压相位的检测方法复杂且准确性差的缺陷，提供了一种基于锁相环和傅立叶分析的光伏逆变器接入点电压相位的检测方法，该方法简单易行，且能够准确测量光伏逆变器的 输出相位。 

本发明采用以下技术方案： 

该发明光伏逆变器接入点电压相位的检测方法，其包括以下步骤： 

a)应用锁相环测量光伏逆变器接入点的交流电压输入信号的频率，进而，得出对应所述频率的周期T； 

b)依据所述周期T设定所述交流电压输入信号的采样间隔，以获得采用的交流电压输入信号； 

c)将被采用的交流电压输入信号转换成数字信号； 

d)以所述周期T为展开周期对所述数字信号进行傅立叶分析，得出接入点电压相位。 

光伏逆变器接入到含有线路电感的电网中，需要通过测量接入点电压相位使得输出电流与电网电压相位同步。但因开关纹波电压的影响，造成采样得到的接入点电压在电网电压过零点附近存在多个过零点，难以确定电压相位。依据本发明的技术方案，将锁相环技术和傅立叶分析方法相结合，通过锁相环能够准确测量跟踪信号的工频周期和频率的特点，再使用傅立叶级数可准确计算电压信号的相位。针对含有较大线路电感的光伏逆变器的并网技术，本方案彻底克服了线路电压和光伏逆变器开关过程的交互影响，解决了因多过零点现象而难以准确检测电压相位的难题，易于实现光伏逆变器输出电流与电网电压的准确同步，以保证光伏发电单元工作在最大功率输出状态。 

上述检测方法，所述步骤d)中傅里叶分析得出的接入点电压相位为：