[发明专利]三相四桥臂光伏并网逆变器及多目标协同故障控制方法

说明书

本发明公开了一种三相四桥臂光伏并网逆变器及多目标协同故障控制方法，所述光伏并网逆变器包括：配电网等效电路、公共耦合点、三相四桥臂并网逆变器主电路、控制系统；所述控制系统分别获取所述公共耦合点的电压信号以及所述三相四桥臂并网逆变器的输出电流信号，并对其进行计算分析，最终得到驱动信号；所述驱动信号，驱动所述三相四桥臂并网逆变器主电路工作，并进行多目标协同故障控制。采用本发明，解决了有功功率波动、无功功率波动和输出电流质量难以同时控制的问题，实现多种目标之间的协同控制，减小控制算法的设计难度。

技术领域

本发明涉及新能源并网发电技术领域，特别涉及一种三相四桥臂光伏并网逆变器及多目标协同故障控制方法。

背景技术

随着大规模分布式光伏、风力等发电单元接入电网，导致发电单元与电网之间的相互影响日益显著。为了提高分布式能源接入电网运行的可靠性，现有并网导则要求电网出现短时故障时，新能源并网逆变器必须保持不脱网运行，即具备故障穿越控制能力。

现有技术大都以三相三线制并网逆变器为研究对象，重点解决输出有功功率波动、无功功率波动和输出电流谐波等问题，在保证输出电流质量的前提下分别实现有功功率波动或者无功功率波动抑制，或者在忽略输出电流质量的前提下实现有功功率波动和无功功率波动同时抑制。但是，三相三线制并网逆变器存在未引入零序电流的局限性，无法实现输出有功功率波动、无功功率波动和输出电流质量的同时控制。

发明内容

本申请的目的在于解决有功功率波动、无功功率波动和输出电流质量同时控制的问题，实现多种目标之间的协同控制，减小控制算法的设计难度。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种三相四桥臂光伏并网逆变器及多目标协同故障控制方法。所述技术方案如下：

一方面，一种三相四桥臂光伏并网逆变器，所述光伏并网逆变器包括：公共耦合点、三相四桥臂并网逆变器主电路、控制系统；

所述控制系统分别获取所述公共耦合点的电压信号以及所述三相四桥臂并网逆变器的输出电流信号，并对所述电压信号和所述输出电流信号进行计算分析，得到驱动信号；

所述驱动信号，驱动三相四桥臂并网逆变器主电路工作，并进行有功功率波动、无功功率波动和输出电流质量的协同控制。

进一步的，所述三相四桥臂并网逆变器主电路包括直流侧电容电压V_dc、三相半桥IGBT模块S₁～S₆、第四桥臂IGBT模块S₇～S₈、滤波电感L_f1和L_f2、电容C_f；

所述控制系统包括电压传感器、电流传感器、采样调理电路、AD转换单元、DSP核心控制器、IGBT驱动及保护电路。

进一步的，所述DSP核心控制器用于执行光伏并网逆变器的故障控制算法，所述DSP核心控制器包括故障检测单元、模式选择单元、序分量提取单元、无功电压计算单元、Clark变换单元、参考电流计算单元、PR电流控制单元、Clark反变换单元、SPWM调制单元。

进一步的，所述故障检测单元用于快速获取公共耦合点电压的各相幅值；

所述模式选择单元用于根据需求选择相应的控制参数；

所述序分量提取单元用于利用对称分量法获取所述公共耦合点电压的正序分量、负序分量、零序分量；

所述无功电压计算单元用于获取所述公共耦合点电压的正序分量、负序分量、零序分量在滞后四分之一周期时对应的无功电压分量；

所述Clark变换单元用于获取等功率变换后αβ0坐标系电压分量取值；