[发明专利]适合模块间功率不平衡的光伏中压级联型变换器控制方法

权利要求书

1.一种适合模块间功率不平衡的光伏中压级联型变换器控制方法，其特征在于，针对光伏中压级联逆变器各功率变换模块间不同的输入有功功率，通过控制有功功率最大的模块只输出有功，同时对除有功功率最大的模块以外的所有功率模块的有功功率进行排序，使得有功功率最小的模块首先输出无功，并且按模块的有功功率由小到大排序依次输出所需的无功；当以上控制方案失效时，则采取使所有功率变换模块视在功率相等的方法进行控制。

2.根据权利要求1所述的适合模块间功率不平衡的光伏中压级联型变换器控制方法，其特征在于，所述控制方法基于如下控制系统实现：

所述控制系统包括直流电压控制模块(101)，无功功率计算模块(102)，输出电流控制模块(103)，电压分量计算模块(104)，调制模块(105)，有功功率排序模块(106)，重排序模块(107)；各功率变换模块的直流电压V_dci(i＝1,2,...,N)输入所述直流电压控制模块(101)，经处理后输出各功率变换模块的有功功率指令值P_i(i＝1,2,...,N)，相加总和为总有功功率P_g；有功功率排序模块(106)将所述各功率变换模块的有功功率指令值由小到大进行排序得到排序后的有功功率指令值P_ki(i＝1,2,...,N)，P_ki∈P_i(i＝1,2,...,N)且P_k1≤P_k2≤…≤P_kN，输入至无功功率计算模块(102)，无功功率计算模块(102)输出系统总的无功功率指令值Q_g和各ki功率变换模块的无功功率指令值Q_ki；重排序模块(107)按照ki与i的对应关系对无功功率指令值Q_ki重排得到Q_i(i＝1,2,...,N),将总有功功率P_g、总无功功率Q_g与电网电压相除得到的d轴和q轴电流指令值i_dref和i_qref输入所述输出电流控制模块(103)得到系统输出电压v_s在d'轴和q'轴上的分量大小v_sd'和v_sq'，再将v_sd',v_sq',P_g,Q_g,P_i(i＝1,2,...,N)，以及Q_i(i＝1,2,...,N)输入至电压分量计算模块(104)获得各个功率变换模块的电压瞬时值V_si(i＝1,2,...,N)，经过调制模块(105)转化为脉冲PWM信号发送给各功率变换模块中的开关管；所述d轴为与电网电压相量平齐，q轴超前d轴90°；所述d'轴为与并网电流相量平齐，q'轴超前d'轴90°。

3.根据权利要求2所述的适合模块间功率不平衡的光伏中压级联型变换器控制方法，其特征在于，所述无功功率计算模块(102)根据以下公式确定系统所需的总无功功率Q_g：

其中N为功率变换模块数，V_max为各个功率变换模块允许输出的最大电压，V_g为电网电压，S_ref表示各功率变换模块的视在功率均相同，由下式求得：

4.根据权利要求3所述的适合模块间功率不平衡的光伏中压级联型变换器控制方法，其特征在于，所述无功功率计算模块(102)采用如下方法确定各功率变换模块的无功功率指令值：

其中，Q_kj代表功率变换模块k_j的无功功率。

5.根据权利要求3所述的适合模块间功率不平衡的光伏中压级联型变换器控制方法，其特征在于，所述无功功率计算模块(102)按照如下方式确定系统中各个功率变换模块所需的无功功率：

其中，其中，Q_kj代表功率变换模块k_j的无功功率；功率变换模块k₁,k₂,...,k_N-1的视在功率均相等，为S_ref1；

S_ref1按下式获得：