[发明专利]五相光伏逆变器系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种五相光伏逆变器系统及其控制方法，具体地，该系统包括逆变器、五相滤波器、SVPWM模块、PMU模块以及反馈控制模块；PMU模块与SVPWM模块电气连接，SVPWM模块与逆变器电气连接，逆变器与五相滤波器电气连接，反馈控制模块的输入端电气连接于逆变器的输出端线路上，反馈控制模块的输出端与SVPWM模块电气连接；逆变器为五相PWM逆变器；反馈控制模块包括：第一变换器、第二变换器以及比较模块；第一变换器通过电流互感器与逆变器的输出端线路相连接，第二变换器与SVPWM模块电气连接，比较模块电气连接于第一变换器和第二变换器之间；比较模块包括比较器和调节器。本发明运行可靠性高，且最大限度地提高了光伏逆变器的转化效率和并网容量。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，更具体地涉及一种五相光伏逆变器系统及其控制方法。

背景技术

光伏逆变器是光伏发电系统的核心设备，其负责将光伏方阵产生的直流电转化为交流电，供给用户或电网使用。国内主要的光伏系统生产商都有自主知识产权的光伏逆变产品，如安徽颐和、阳光电源和江苏兆伏等。这些光伏逆变器在电路拓扑、控制方法上有各自本身的特点，其性能很大程度上制约了光伏逆变系统的整体效率。其中，目前关于逆变器的研究大都包括光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)、孤岛检测方法、分布式系统对电网影响和无功补偿功能的研究。

由于光伏产业的规模化、产业化发展，光伏逆变器需要满足并网容量大、逆变效率高和电压品质高等要求。因此，原有小容量的太阳能光伏发电系统已经成为制约光伏电站向智能化、模块化发展的瓶颈。

此外，现阶段应用广泛的是三相桥式逆变器，不受容量大小的限制，其拓扑结构简单，三相逆变器包括直流输入单元、逆变单元、滤波器和交流输出单元。逆变单元把直流电逆变成电网电压同频、同幅值的三相交流电。滤波器能够有效地滤掉高频谐波，提高并网电压的质量。

采用的三相逆变器单元在将直流电转化为交流电时，存在着谐波含量高、转换效率低等缺陷。同时，光伏逆变器的并网容量低，不适合大规模、大容量的光伏电站。如何最大限度地利用光伏阵列和光伏逆变器的转化效率是保证光伏发电系统的整体投资和收益的重要因素。

本发明人曾就三相光伏逆变器容量小、转换效率低的问题申请了发明专利《五相光伏逆变器及其控制方法》(申请号：201610169805.8)，但是该专利提及的方法选用的三个非零矢量的方向不同向，所以在一个开关周期Ts内求得非零矢量的作用时间的方程无解，所以该专利提及的控制方法实际应用效果不大。

因此，本领域尚缺乏一种新型有效的光伏逆变器系统及其控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种五相光伏逆变器系统及其控制方法，该五相光伏逆变器系统的线性调制范围更大，直流电源利用率更高，输出电压及电流中的谐波分量降低，系统可靠性高，且提高了光伏逆变器的转化效率和并网容量。

在本发明的第一方面提供了一种五相光伏逆变器系统，具体地，该系统包括逆变器、五相滤波器、SVPWM模块、PMU模块以及反馈控制模块；所述PMU模块与所述SVPWM模块电气连接，所述SVPWM模块与所述逆变器电气连接，所述逆变器与所述五相滤波器电气连接，所述反馈控制模块的输入端电气连接于所述逆变器的输出端线路上，所述反馈控制模块的输出端与所述SVPWM模块电气连接；所述逆变器为五相PWM逆变器，所述五相PWM逆变电路的直流输入取自直流母线，交流经线性滤波电感并入交流电网；所述反馈控制模块包括：第一变换器、第二变换器以及比较模块；所述第一变换器通过电流互感器与所述逆变器的输出端线路相连接，所述第二变换器与所述SVPWM模块电气连接，所述比较模块电气连接于所述第一变换器和所述第二变换器之间；所述比较模块包括比较器和调节器。

在另一优选例中，所述第一变换器为abcde/dq变换器，所述第二变换器为dq/abcde变换器。

在另一优选例中，所述比较器包括第一比较器和第二比较器，且所述第一比较器和所述第二比较器各自独立地为加法器和/或除法器。