[发明专利]一种通讯故障状态下的全局同步脉宽调制自同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通讯故障状态下的全局同步脉宽调制自同步方法。

背景技术

近年来，随着环境的不断恶化，可再生能源发电技术、分布式发电技术引起了各方关注。并网逆变器能将分布式电源接入交流电网，是将分布式电源接入交流电网的关键设备。由于电力电子器件的存在，并网逆变器的输出电流中含有大量的高次谐波。现有专利和文献中提到了多种降低高次谐波的方法，包括增加开关频率、滤波器参数、滤波器阶数、采用交错并联结构、多电平结构等，但这些方法都会增加逆变器的控制难度和逆变器的成本，而且这些方法大多是针对单个逆变器。

在电网中，多个分布式并网逆变器一般以并联的形式接入电网，其结构如图1所示。多个并网逆变器接入公共并网点(PCC)，逆变器的总数定义为N，逆变器编号定义为M(M＝1,…,N)，逆变器M的输出电流表示为i_M，其总谐波失真表示为THD_M，总并网电流表示为i_sum，总谐波失真表示为THD_sum。通常，i_M中含有大量的高次谐波，这些高次谐波会在PCC处随机叠加，最终导致i_sum的谐波含量在最小值和最大值之间变化。

专利《分布式并网逆变系统全局同步脉宽调制系统及方法》公开了一种分布式并网逆变系统全局同步脉宽调制系统，确定了全局脉宽调制系统的基本结构，包括主控单元(全局同步单元)和位于不同地理位置的若干个并网逆变器，每个所述并网逆变器均与分布式电源连接，每个并网逆变器均通过公共并网点与电网连接，所述主控单元与所有的并网逆变器通信，如图1所示，所述主控单元接收各个并网逆变器的信息，确定全局同步策略后，将包含全局同步策略的全局同步信号分别发送给各个并网逆变器，各个并网逆变器利用全局同步信号调整自己的脉宽调制波相位，以达到各个并网逆变器脉宽调制波之间能够满足谐波抵消的相位差，从而抵消各个并网逆变器注入电网的谐波电流。该方法能够有效降低i_sum的谐波含量。但该方法的主要缺陷是，当通讯系统出现短时间故障或长时间故障时，全局同步脉宽调制方法无法正常工作，全局同步脉宽调制系统的可靠性无法得到保障。

专利《分布式并网逆变系统全局同步脉宽相位、频率动态调整方法》在上述专利基础上，公开了一种分布式并网逆变系统全局同步脉宽相位、频率动态调整方法，逆变器正常运行过程中，在满足并网电流谐波要求的前提下降低每个逆变器开关频率，能够提高整个系统的运行效率。在某个逆变器退出全局同步脉宽调制或某个逆变器加入全局同步脉宽调制的过程中动态调整全局同步脉宽的相位，使并网电流谐波降到最低，而且在这一动态调整过程中并网电流谐波始终满足要求。在通讯设施故障时提高开关频率，避免了全局同步脉冲宽度调制方法突然失效造成的并网电流谐波增大的问题。在电网故障或逆变器输出功率突变等暂态过程中提高开关频率，增加动态过程的稳定性。此专利虽然提到了通讯设施故障下的应对措施，但此时全局同步脉宽调制方法依然无法正常工作，逆变器的开关频率上升，损耗增大，无法发挥全局同步脉宽调制方法的优势。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出一种通讯故障状态下的全局同步脉宽调制自同步方法。能让逆变器在通讯故障的情况下依然保持全局同步运行状态，各逆变器的状态也无需改变，充分发挥全局同步脉宽调制方法的优势。全局同步单元向逆变器M发送同步信号，并将同步信号发送频率f_syn发送给逆变器M，逆变器M根据同步信号计算出与逆变器1之间的晶振误差。逆变器M根据计算结果制定自同步参数。逆变器M根据所收到的f_syn预测下一次同步信号出现的时刻，若同步信号出现，则通信系统工作正常，无需进行自同步，若同步信号不出现，则通讯系统故障，逆变器M进行自同步。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种通讯故障状态下的全局同步脉宽调制自同步系统，包括：

主控单元和位于不同地理位置的若干个并网逆变器，每个所述并网逆变器均与分布式电源连接，每个并网逆变器均通过公共并网点与电网连接，所述主控单元与所有的并网逆变器通信，所述主控单元允许为单独的控制器，也允许是某个并网逆变器中的控制器；主控单元与各并网逆变器的控制器中都加入了自同步算法。

一种通讯故障状态下的全局同步脉宽调制自同步方法，包括以下步骤：