[发明专利]一种光伏并网发电系统中三相变流器的控制方法

权利要求书

1.一种光伏并网发电系统中三相变流器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在光伏并网发电系统中的三相变流器，对电网的三相电压U_a，U_b，U_c通过采用基于数字延迟信号对消算法的软件锁相环实时锁定电网频率f和正序相角θ；

2)对电网正序相角θ进行dq坐标变换得到三相电网电压和变流器桥臂电感电流的d、q轴分量U_sd、U_sq、I_cd、I_cq；

3)在直流侧采用全局最大功率跟踪算法和直流母线电压控制算法得到变流器桥臂电感电流的d轴分量参考I_cdref；

4)结合变流器无功控制要求和基于无功电流正反馈的孤岛检测算法得到变流器桥臂电感电流的q轴分量参考I_cqref；

5)在旋转坐标系下对变流器桥臂电感电流的d、q轴分量分别进行解耦控制，再与变流器输出LCL滤波器中电容电压的d、q轴分量U_fd、U_fq相叠加，获得变流器参考输出电压矢量；

6)将解耦所得的参考输出电压矢量经过脉宽调制器，生成控制脉冲信号；

7)将所述控制脉冲信号经驱动电路，控制变流器中功率半导体器件，生成相应的电压。

2.根据权利要求1所述光伏并网发电系统中三相变流器的控制方法，其特征在于：所述步骤1)中通过采样得到电网的三相电压Ua，Ub，Uc，再由数字信号处理器采用数字延迟信号对消算法得到电网电压的正、负序d、q分量，然后将电网电压正序q轴分量作为软件锁相环PI调节器的反馈输入，通过PI算法控制电网电压正序q轴分量为0来输出变流器跟踪电网频率f的调整量，从而实时锁定电网频率f和正序相角θ。

3.根据权利要求1所述光伏并网发电系统中三相变流器的控制方法，其特征在于：所述步骤3)中直流母线电压控制算法为虚拟阻尼控制方法。

4.根据权利要求1所述光伏并网发电系统中三相变流器的控制方法，其特征在于：所述步骤3)中全局最大功率跟踪算法采用将改进的全局扫描法、变步长搜索法和局部阴影识别相结合的自适应最大功率跟踪方法，通过扫描标志Scanflag、最大功率跟踪标志MPP_flag、上次最大功率跟踪标志MPP_oldflag、局部阴影识别标志PSflag的有效利用，再辅以定时局部阴影识别，确保系统运行至光伏阵列的全局最大功率点。

5.根据权利要求1所述光伏并网发电系统中三相变流器的控制方法，其特征在于：所述步骤5)中，变流器输出LCL滤波器中电容电压的d、q轴分量U_fd、U_fq由检测电网电压的d、q轴分量通过以下表达式来获得：

U_fd＝U_sd+ω·L_g·I_cq-R_g·I_cd+ω·R_g·C_f·U_fq

U_fq＝U_sq-ω·L_g·I_cd-R_g·I_cq-ω·R_g·C_f·U_fd

其中ω为电网电压角频率，L_g为LCL滤波器的网侧电感值，R_g为LCL滤波器的网侧电感等效串联电阻值，C_f为LCL滤波器的滤波电容值。

6.根据权利要求1所述光伏并网发电系统中三相变流器的控制方法，其特征在于：所述变流器控制器采用了基于三环控制的交流过流和短路故障保护方法，首先在电流环中对桥臂电感的参考电流Icdref、Icqref的大小进行限幅，然后采用电流瞬时值硬件滞环限流控制。