[发明专利]一种并联电流源逆变器并网电流特定谐波控制的方法

说明书

本发明公开了并联电流源逆变器并网电流特定谐波控制的方法，对电网电压特定谐波在网侧引起的谐波电流进行控制，使网侧电流特定谐波降到最低，从而降低并网电流总谐波畸变率，提高并网电流的质量。其方法为：第一，对PWM波形附加约束条件。对该波形进行傅里叶级数展开，建立方程组，按特定谐波的幅值和相角计算出PWM波开关角度的二维表。第二，构建虚拟阻抗模型，确定虚拟阻抗参数。第三实时检测电网电流特定谐波，计算单位参考PWM波应该含特定谐波的幅值和相角，再通过查表找到对应开关角度。这种控制策略考虑到了电网电压畸变对网侧电流谐波的影响，能够有效的降低网侧特定电流谐波。

技术领域

本发明涉电流源并网逆变领域，具体涉及一种基于直接PWM和虚拟阻抗的并联电流源光伏逆变器并网电流特定谐波控制的方法。

背景技术

目前光伏并网技术已经得到广泛应用，并网逆变器的输出电能质量也受到越来越多的重视，并且国家出台的相关标准对逆变器的输出电流谐波做出了明确的要求。为了降低并网逆变器的输出电流谐波，一般是尽量减小逆变桥低次谐波输出，并在逆变器的交流侧接入滤波电路对逆变器的输出电流进行滤波，来减小输出电流谐波含量。但当逆变器接入的本地电网质量较差时，以上两种方式会存在一定的不足。

发明内容

为克服正弦脉宽调制和特定谐波消除法的不足，达到逆变器并网电流特定谐波消除效果，本发明提供了一种并联电流源逆变器并网电流特定谐波控制的方法，本发明提出了直接PWM控制的虚拟阻抗特定谐波控制法(以下简称VI-SHC)，VI-SHC调制不同于传统的波形调制技术，它是一种直接PWM控制结合虚拟阻抗的方法。与正弦脉宽调制技术相比，VI-SHC调制具有开关频率低、开关损耗小和波形质量高等特点。若传统调制方法要达到同时消除两个谐波的效果，其开关频率不低于5kHz，而本发明采用的半周期13脉冲PWM波，实际开关频率为650Hz，等效开关频率为1300Hz。VI-SHC与特定谐波消除法(SHE)相比，VI-SHC考虑到电网电压畸变对并网电流谐波的影响，使并网电流的质量更加优秀。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于直接PWM和虚拟阻抗的并联电流源光伏逆变器并网电流特定谐波控制的方法，其特征在于以下步骤：

(1)确定PWM波形约束条件，为降低开关频率并达到谐波控制的目的，该波形满足以下三个约束：

a.一个周期内半波对称；

b.半周期内前1/6周期和后1/6周期互补；

c.在每半个周期内中间1/6周期不进行调制。

(2)将单位PWM波(幅值为1)Sp傅里叶级数展开，n为半周期脉冲数，M_h为h次谐波幅值，为h次谐波相角。

其中a₀＝0，

一号逆变桥用于控制5次谐波，二号逆变桥用于控制7次谐波，即一号逆变桥的输出电流含5次谐波，7次谐波为零，并将11次谐波、13次谐波、...优化至最小。同理二号逆变桥的输出电流含7次谐波，5次谐波为零，并将11次谐波、13次谐波、...优化至最小。分别按5、7次谐波一定范围的幅值和相角计算出单位PWM波各开关角度，得到两张二维表。

(3)构建虚拟阻抗模型，确定虚拟阻抗参数。

式中Z_Dh为滤波电容及电阻等效阻抗；Cs为滤波电容；Rc为电容阻尼电阻；j为虚部单位；w为基波角速度；h为谐波次数；为逆变桥输出h次谐波电流；为逆变桥输出电流在h次谐波下的等效电压；