[发明专利]一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置

说明书

本申请公开了一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置，包括：判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制；当至少有一个逆变单元过调制时，向电网注入无功电流，使得并网电流有效值不小于确定当前并网电流有效值下对应的级联型光伏并网逆变器并网所需电压U₀；根据U_jd＝P_j/P₀*U_0d来调节每个逆变单元的有功输出电压；同时，在保证各逆变单元不过调制的原则下调节每个逆变单元的无功输出电压，各逆变单元的无功输出电压之和等于U_0p，以使级联型光伏并网逆变器在各逆变单元间输出有功功率严重不均衡的情况下仍能保持并网稳定运行。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置。

背景技术

级联型光伏并网逆变器由n个逆变单元(例如H桥逆变单元)级联而成，其拓扑结构如图1所示：各逆变单元的直流侧接独立的光伏阵列，各逆变单元的交流侧串联后再经滤波电感L接入电网。

级联型光伏并网逆变器的传统控制策略是：各逆变单元独立进行最大功率点跟踪以及稳定直流母线电压，并将功率信号上传到总控制器；总控制器根据各路功率信号计算出并网电流指令值，再使用PR控制器实现对电网电流的有效控制。

但传统控制策略在面对各逆变单元间输出有功功率严重不均衡的情况时，很容易产生逆变单元过调制现象，举例说明：当因光照不均匀或其他条件导致逆变单元#1对应的光伏阵列输出功率下降时，根据有功功率守恒的原理可知逆变单元#1输出有功功率P₁必然下降，进而导致并网电流有效值减小；在并网电流有效值减小后，为维持逆变单元#2～#n的有功功率守恒必然要分别增大逆变单元#2～#n的输出电压，但当某个逆变单元的输出电压超过其直流母线电压(即该逆变单元的调制度大于1)时，会导致该逆变单元出现过调制现象，从而对级联型光伏并网逆变器的并网运行稳定性产生极为不利的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置，以使级联型光伏并网逆变器在各逆变单元间输出有功功率严重不均衡的情况下仍能保持并网稳定运行。

一种级联型光伏并网逆变器控制方法，包括：

判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制；

当至少有一个逆变单元过调制时，向电网注入无功电流，使得并网电流有效值不小于i_dcmax为各光伏阵列输出电流中的最大值；

确定当前并网电流有效值下对应的级联型光伏并网逆变器并网所需电压U₀；

根据U_jd＝P_j/P₀*U_0d来调节每个逆变单元的有功输出电压；同时，在保证各逆变单元不过调制的原则下调节每个逆变单元的无功输出电压，各逆变单元的无功输出电压之和等于U_0p；

其中，U_0d、U_0p分别为U₀的有功、无功分量；P_j、U_jd分别为同一逆变单元的输出有功功率、输出有功电压；P₀为各逆变单元输出有功功率的总和。

其中，所述向电网注入无功电流，包括：向电网注入感性无功电流。

其中，所述向电网注入无功电流，包括：向电网注入容性无功电流。

其中，所述判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制，包括：

判断并网电流有效值是否小于若是，判定级联型光伏并网逆变器中至少有一个逆变单元过调制。