[发明专利]一种光伏并网逆变器无功补偿方法及系统

说明书

本发明提供了一种光伏并网逆变器无功补偿方法及系统，根据逆变采样电流信号乘以市电相位的余弦，然后通过所述滤波器滤除二次谐波信号，提取所述输出无功电流信号中的第一直流信号，将所述交流无功给定参考信号乘以市电相位的余弦，然后通过所述滤波器滤除二次谐波信号，提取所述输出无功电流信号中的第二直流信号，根据数学建模推导，当反馈值与给定值实现无静差时，实现无功的闭环调节。

技术领域

本发明涉及光伏并网逆变器技术领域，特别涉及一种光伏并网逆变器无功补偿方法及系统。

背景技术

在一个局部电网环境中，无功功率或功率因素是衡量电网质量的一个重要指标，值得一提的是，在国内，一些工厂用电，功率因素不达标，直接涉及到监管部门的罚款，这就对无功功率控制或功率因素控制精度提出了较高的要求。在并网逆变器应用领域，所发出的电能，首先要求尽量小的污染电网，其次，要具备一定的无功补偿的能力，因此，对并网逆变器而言，几乎所有应用场合，都对无功功率和功率因素提出了可控、可调的要求。

现有的技术方案一般为开环无功功率补偿策略，其实现方式相对简单，在单相光伏并网逆变器应用场景中，其基本实现方式为：逆变器并网状态下，在无功电流环给定参考的基础上，叠加一个固定的无功电流误差补偿值，当需要发出容性无功时，叠加容性无功补偿，当需要发出感性无功时，叠加感性无功补偿，同时需根据机器硬件设计的不同，人工测试得到各功率等级的无功电流补偿数据，不具备物理意义，而是通过纯粹的测试，得到补偿值，同时，当发出的无功功率等级不同时，所需的无功补偿值可能还是非线性的数据，给控制环路的设计带来的极大的不确定性，在要求严谨的数学及物理理论来实现并网逆变的场合下，此方法通过人工的手段实现精确的无功功率控制，无功控制误差大、控制结果不理想，在理论上不具备说服力。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏并网逆变器无功补偿方法及系统，以解决现有的单相光伏并网逆变器无功功率输出和功率因素控制的实现方案精度误差大的问题。

本发明提供了一种光伏并网逆变器无功补偿方法，所述方法应用于光伏逆变电路，所述光伏逆变电路包括光伏并网逆变器、与所述光伏并网逆变器并联的电容，以及串联于所述光伏并网逆变器与所述电容之间的电感，所述电感与所述电容构成滤波器，所述方法包括：

步骤一：使光伏并网逆变器进入并网状态；

步骤二：在并网状态初始态，所述光伏并网逆变器根据预设的直流无功电流给定值得到交流无功给定参考信号；

步骤三：根据逆变采样电流信号乘以市电相位的余弦，然后通过所述滤波器滤除二次谐波信号，提取所述输出无功电流信号中的第一直流信号，将所述交流无功给定参考信号乘以市电相位的余弦，然后通过所述滤波器滤除二次谐波信号，提取所述输出无功电流信号中的第二直流信号，根据数学建模推导，当反馈值与给定值实现无静差时，实现无功的闭环调节；

步骤四：将所述逆变采样电流中提取的第一直流信号和第二直流信号与所述输出无功电流信号的给定参考对象进行PI调节，以输出无功电流补偿值；

步骤五：将所述输出无功电流补偿值叠加到设定的无功电流值与流过所述电容的无功电流形成闭环调节。

进一步地，所述步骤二的方法包括：

将设定的所述直流无功电流给定值Iqset乘以市电相位的余弦，以得到所述交流无功给定参考信号，其表达式为:

Iqref(t)＝Iqset·cos(ωt) 式1

其中Iqref(t)为交流无功给定参考信号，Iqset为直流无功电流给定值，cos(ωt)为市电相位的余弦，t为时间。

进一步地，所述步骤三的方法包括：