[发明专利]直流侧无电压传感器控制策略的两级单相光伏并网系统及控制方法

权利要求书

1.一种直流侧无电压传感器控制策略的两级单相光伏并网系统及控制方法，它包括若干光伏电池(6)组成的光伏电池阵列、直流升压电路(4)、最大功率追踪控制器(3)、三相逆变桥、逆变控制器(5)及外围电路，其特征是，所述光伏电池阵列的输出端仅设有测量光伏电池阵列电流的电感电流传感器(2)。

2.如权利要求1所述的直流侧无电压传感器控制策略的两级单相光伏并网系统，其特征是，所述最大功率追踪控制器(3)检测光伏电池阵列电流值及后级的逆变控制器(5)输出的调制宽度值M；最大功率追踪控制器(3)有三路输出，第一路输出PWM信号去控制Boost电路开关S，第二路输出光伏电池阵列的最大追踪功率P_max以及第三路输出计算得到的Boost电路占空比d。

3.如权利要求1所述的直流侧无电压传感器控制策略的两级单相光伏并网系统，其特征是，所述逆变控制器(5)输入端与一个交流电压传感器(7)和一个交流电流传感器(8)连接，它们分别测量并网处电压u_g和并网电流i_g；输入端还与最大功率追踪控制器(3)输出端及Boost电路输出端连接，分别接收最大追踪功率P_max、占空比d；输出端有五路，其中四路PWM信号去分别控制三相逆变桥开关S₁、S₂、S₃、S₄，以及第五路输出经逆变控制器(5)得到的调制宽度值M。

4.一种采用权利要求1所述的直流侧无电压传感器控制策略的两级单相光伏并网系统的控制方法，其特征是，它分为两步，即前级最大功率追踪控制器(3)控制以及后级的逆变控制器(5)的逆变控制；

其中，所述最大功率追踪控制器(3)在前级控制中，采用扰动控制算法，控制光伏电池阵列电流值在最大功率工作点附近小幅值振荡，通过选择很小的步长数值Δi来控制减少振荡幅值，使光伏电池阵列工作在最大功率工作点；

所述逆变控制器(5)在后级控制中，以单相并网电流幅值i_g为参考信号：

第一步，分别测量并网处电压u_g和并网电流i_g；

第二步，由输入的P_max、d的值，依据能量平衡得到并网电流参考幅值：

i^gref=2(1-d)ipvM;]]>

第三步，基于逆变控制器内为直流链电压稳定所需的PI环节，产生电流补偿值，对第二步计算得到的并网电流参考幅值进行修正，其中直流链电压实时值由下式估算出：

Udclink=U^g/M;]]>

第四步，逆变控制器内由相位比较器、滤波器以及振荡器组成的单相锁相环计算电网电压u_g的频率和相角信息；

第五步，修正后的并网电流参考幅值与u_g频率和相角信息一起，提供并网电流参考值i_gref；

第六步，将交流电流传感器测量得到的并网电流i_g与i_gref比较，其差信号经PI控制环节放大得到PWM调制信号，与逆变控制器内单片机产生的20kHz三角载波比较得到三相逆变桥的S₁-S₄开关信号，实现i_g紧密地跟踪i_gref。

5.如权利要求4所述的直流侧无电压传感器控制策略的两级单相光伏并网系统的控制方法，其特征是，所述扰动控制算法为，设定电流扰动步长数值为Δi，当以及Δi_pv(n)＝i_pv(n)-i_pv(n-1)＞0或以及Δi_pv(n)＜0，控制下一时刻电流值i_pv(n+1)＝i_pv(n)+Δi；而当以及Δi_pv(n)＜0或以及Δi_pv(n)＞0，则控制下一时刻电流值i_pv(n+1)＝i_pv(n)-Δi；以此为依据不停扰动，直到最后控制光伏电池阵列电流值在最大功率工作点附近小幅值振荡。