[发明专利]一种基于电压预测的母线电压控制方法

说明书

一种基于电压预测的母线电压控制方法，它涉及单相逆变器母线电压控制技术领域。假设逆变器的输入、输出功率稳定，不考虑损耗，逆变器的输入功率在平均值上是刚好等于逆变器的输出功率的，那么引起母线电压倍频波动的原因是并网的交流功率，将并网功率的交流部分提取出来，假设此交流部分为那么此交流功率引起的母线电压波动可以用如下方式计算得到预测的母线电压参考值。采用上述技术方案后，本发明有益效果为：能够既实现快速的母线电压控制，又避免电网倍频纹波被带入到电流环中，可以有效的抑制电压环中倍频纹波的大小。

技术领域

本发明涉及单相逆变器母线电压控制技术领域，具体涉及一种基于电压预测的母线电压控制方法。

背景技术

目前主要的单相并网逆变器交流侧采用双闭环控制(电压环和电流环)，电压环控制母线电压，电流环控制并网电流。对于电压环的控制一般选择参考母线电压和实际母线电压的差值作为控制器的输入，经过一个PI控制器转换为并网电流的参考值，以此作为电流环的输入。双闭环控制系统可以保证稳定的母线电压和稳定的功率输出。

对于单相逆变器，由于输出功率必然存在电网倍频(100Hz，对于50Hz 的电网)的波动，即使逆变器的输入功率恒定，在母线电压上也一定会有一个电网倍频的纹波，这对于电压环的控制造成了不利的影响。对于电压环的控制，既希望能够实现快速的功率响应以应对功率的变化，又希望能够把电网倍频的纹波过滤掉避免引入到电流环中，这对于传统的控制策略是矛盾的。为了实现快速的响应特性，就必须提高控制器的截止频率，因而造成母线纹波引入到电流环。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于电压预测的母线电压控制方法，能够既实现快速的母线电压控制，又避免电网倍频纹波被带入到电流环中，可以有效的抑制电压环中倍频纹波的大小。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：所述的一种基于电压预测的母线电压控制方法，其原理包括以下步骤：

假设逆变器的输入、输出功率稳定，不考虑损耗，逆变器的输入功率在平均值上是刚好等于逆变器的输出功率的，那么引起母线电压倍频波动的原因是并网的交流功率，将并网功率的交流部分提取出来，假设此交流部分为那么此交流功率引起的母线电压波动可以用如下方式计算得到：

由此，可以得到预测的母线电压参考值。其中C为母线电容的容值，u 为母线电压，U为母线电压的平均值。

更进一步，带通滤波器需要基于当前的电网频率去设计，考虑到实际电网频率的波动，将锁相环给出的频率反馈给带通滤波器来实现动态调节，可以实时根据电网频率调整参数进而达到最好的抑制效果。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：能够既实现快速的母线电压控制，又避免电网倍频纹波被带入到电流环中，可以有效的抑制电压环中倍频纹波的大小；对比使用传统控制方法和基于电压预测的母线电压控制方法的并网电流参考波形的谐波含量，可以看到在使用传统方法时，谐波含量达到6％，而使用基于电压预测的母线电压控制方法时，谐波含量降低到了0.3％左右。这说明基于电压预测的母线电压控制方法可以有效的抑制电压环中倍频纹波的大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是传统的电压环控制环路示意图；

图2是基于电压预测的母线电压控制方法示意图；