[发明专利]极弱电网下光伏并网逆变器功率控制方法

权利要求书

1.一种极弱电网下光伏并网逆变器功率控制方法，所述光伏并网逆变器所涉及的拓扑包括光伏电池、直流侧滤波电容C_dc、三相全桥逆变电路、LCL滤波器和三相交流电网；光伏电池的两个电源输出端分别与三相全桥逆变电路的两个输入端相连，三相全桥逆变电路的三相输出端与LCL滤波器的三相输入端一一对应相连，LCL滤波器的三相输出端在并网点通过电网的等效电感L_grid与三相电网e_a，e_b，e_c相连，直流侧滤波电容C_dc并联在光伏电池的两个电源输出端之间；三相交流电网相电压有效值为E，LCL滤波器由桥臂侧电感L₁、滤波电容C和网侧电感L₂组成；

其特征在于，所述控制方法的步骤如下：

步骤1，采样及坐标变换；

采样LCL滤波器桥臂侧滤波电感电流并记为桥臂侧电流i_La，i_Lb，i_Lc，采样并网点电压u_pcca，u_pccb，u_pccc，采样三相交流电网电压并记为电网电压e_a，e_b，e_c，采样光伏并网逆变器直流侧电压并记为直流侧电压U_dc；

对桥臂侧电流i_La，i_Lb，i_Lc、并网点电压u_pcca，u_pccb，u_pccc、电网电压e_a，e_b，e_c分别进行单同步旋转坐标变换得到桥臂侧电流dq分量I_Ld，I_Lq、并网点电压dq分量U_pccd，U_pccq、电网电压dq分量E_d，E_q；

步骤2，根据步骤1中得到的并网点电压dq分量U_pccd，U_pccq通过并网点电压幅值计算方程得到并网点电压幅值U_m，根据步骤1中得到的电网电压dq分量E_d，E_q通过电网电压幅值计算方程得到电网电压幅值E_m，将并网点电压dq分量U_pccd，U_pccq经过锁相环控制方程得到并网点矢量角θ；

所述并网点电压幅值计算方程为：

其中，U_base为电压基准值；

所述电网电压幅值计算方程为：

所述锁相环控制方程为：

θ＝ω/s

其中，K_ppll为锁相环比例控制系数，K_ipll为锁相环积分控制系数，ω为锁相环得到的电网电压角频率，ω_s为电网同步角频率，s为拉普拉斯算子；

步骤3，根据步骤1中得到的桥臂侧电流dq分量I_Ld，I_Lq、电网电压dq分量E_d，E_q，经过有功功率计算方程和无功功率计算方程得到光伏并网逆变器有功功率P和光伏并网逆变器无功功率Q，所述有功功率计算方程和无功功率计算方程分别为：

步骤4，根据步骤1中得到的直流侧电压U_dc与给定的直流侧给定电压U_dc^*通过直流电压外环控制方程得到功率内环d轴指令P_ref；根据步骤2中得到并网点电压幅值U_m和电网电压幅值E_m通过无功补偿控制方程确定功率内环q轴指令Q_ref；

所述直流电压外环控制方程为：

P_ref＝-(K_pu+K_iu/s)(U_dc^*-U_dc/U_base)

其中，K_pu为直流电压外环比例控制系数，K_iu为直流电压外环积分控制系数；

所述无功补偿控制方程为：

ΔU＝U_m-E_m

Q_ref＝a₁ΔU/E_m+a₀

其中，ΔU为系统加入无功补偿后光伏并网逆变器并网点电压的电压偏移量，a₁为无功补偿控制比例系数，a₀为无功补偿控制常系数，所述无功补偿控制常系数a₀为ΔU＝0时所需的无功功率；

步骤5，利用功率内环控制方程计算得到调制信号U_d，U_q，所述功率内环控制方程为：

U_d＝(K_pp+K_ip/s)(P_ref-P/S)

U_q＝(K_pp+K_ip/s)(Q_ref-Q/S)

其中，K_pp为功率内环比例控制系数，K_ip为功率内环积分控制系数，S为功率基准值；

步骤6，将步骤5中得到的调制信号U_d，U_q经过单同步旋转坐标反变换得到三相桥臂电压控制信号U_a，U_b，U_c，再根据U_a，U_b，U_c生成开关管的SVPWM控制信号。