[发明专利]一种有源滤波三相四线制光伏并网系统及方法

权利要求书

1.一种有源滤波三相四线制光伏并网系统，其特征在于：由DC/DC升压电路和DC/AC逆变电路串联组成，两级电路间的控制互不干扰，灵活可靠；DC/DC升压电路利用基于扰动观测法的最大功率点追踪实现光伏发电的最大有功功率输出；DC/AC逆变电路由零序电流解耦控制的电流环和PI控制电压环进行控制，PI控制电压环对逆变器系统的直流母线电压进行控制，并生成光伏有功电流参考值，零序电流解耦控制的电流环不仅能实现对光伏有功电流的跟踪控制输出，还能实现对谐波电流和中性线上的零序电流的跟踪补偿，兼具有光伏发电和谐波补偿的功能；

光伏电池依次通过DC/DC升压电路和DC/AC逆变电路后向外界提供电力。

2.根据权利要求1所述的有源滤波三相四线制光伏并网系统，其特征在于：

所述的DC/DC升压电路包括低压稳压电容C、平波电感L，绝缘栅双极型晶体管S、反向截止二极管D、逆变器侧高压稳压电容C_dc；低压稳压电容C与平波电感L串联，平波电感L与绝缘栅双极型晶体管S及反向截止二极管D相连，反向截止二极管D与逆变器侧高压稳压电容C_dc串联；

所述的DC/AC逆变电路包括光伏系统三相四桥臂逆变器的绝缘栅双极型晶体管开关管S1～S8；开关管包括A桥臂上下串联的开关管S1、S2，B桥臂上下串联的开关管S3、S4，C桥臂上下串联的开关管S5、S6，N桥臂上下串联的开关管S7、S8；逆变器四桥臂的A、B、C桥臂输出滤波电感L₁和N桥臂输出滤波电感L_n；光伏系统逆变器直流侧电容C_dc分别与S1、S2，S3、S4，S5、S6，S7、S8相互并联，A、B、C桥臂中点与输出滤波电感L₁串联，N桥臂中点与输出滤波电感L_n串联。

3.一种利用权利要求1所述的有源滤波三相四线制光伏并网系统进行有源滤波三相四线制光伏并网方法，其特征在于：包括参考电流生成，零序电流与dq轴解耦控制电流环，参考电压合成与脉宽调制三个步骤；

步骤1：参考电流生成；

负载电流i_La、i_Lb、i_Lc为非线性不平衡负载三相电流，利用abc-dq0坐标变换技术，计算得到i_La、i_Lb、i_Lc的d和q轴分量i_p和i_q，然后利用i_p-i_q谐波检测法检测出dq0坐标系中谐波电流的参考值i_hd*、i_q*、i_o*；利用光伏发电系统最大功率追踪算法，计算得到直流电容C_dc上电压的参考值u_dc*，将该参考值减去直流电容C_dc上电压的实际值u_dc后进行PI控制，生成光伏发电系统输出有功电流的指令i_p*，i_p*与谐波电流d轴参考指令i_hd*相减生成具有d轴参考电流i_d*；

步骤2：零序电流与dq轴解耦控制电流环；

对逆变器输出电流i_1a、i_1b和i_1c进行abc-dq0坐标变换，得到正、负与零序电流i_1d、i_1q、i_1o，分别对i_1d、i_1q、i_1o进行闭环重复控制，重复控制电流环记为C(z)；闭环重复控制输出为正负序参考电压u_d*和u_q*以及零序参考电压u_1o*，N桥臂输出电感L_n上的零序参考电压为u_1o*，将u_d*和u_q*进行dq0-abc坐标变换得到A、B和C桥臂输出电感L₁上的参考电压u_1a*、u_1b*、u_1c*；

步骤3：参考电压合成与脉宽调制；

分别计算A、B、C桥臂对N桥臂中点电压的参考值，u_AN*＝e_a+u_1a*+u_1o*，u_BN*＝e_b+u_1b*+u_1o*，u_CN*＝e_c+u_1c*+u_1o*，对参考电压u_AN*、u_BN*、u_CN*进行三维空间矢量脉宽调制，生成A、B、C桥臂对N桥臂中点电压的实际值u_AN、u_BN、u_CN，u_AN、u_BN、u_CN经过相桥臂输出滤波器L₁+L_n产生A、B、C桥臂的输出电流i_1a、i_1b和i_1c，实现了兼具有有源滤波功能的光伏并网系统的功能。