[发明专利]电流型光伏并网逆变器低电压穿越控制系统及方法

摘要

一种电流型光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，在传统三相电流型并网逆变器的直流侧增加开关管SW和二极管D，开关管SW用于在电网电压跌落时控制直流电流稳定，二极管D用于为直流储能电感提供续流通路。通过传感器获得电网电压u_g，并计算出电网电压的标幺值u_T。正常工况下，开关管SW保持常通状态，当u_T小于正常模式所能承受的电压跌落限值U_th，将逆变器控制模式切换为低电压穿越控制模式。本发明使电流型并网逆变器具备良好的低电压穿越能力，能在电网电压严重跌落时保持直流电流平稳不失控，网侧电流不过流以及使电流型并网逆变器在具备低电压穿越能力的同时能在正常工况下实现系统单位功率因数运行。

主权项

1.一种电流型光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，采用电流型光伏并网逆变器低电压穿越控制系统实现，所述电流型光伏并网逆变器低电压穿越控制系统包括PV太阳能电池板，RL电路，逆变器，滤波器，电网和控制系统，所述控制系统包括数字锁相环，空间矢量调制模块，Clark变换和Park变换模块，Park反变换模块，交流控制模块，直流控制模块，所述PV太阳能电池板，RL电路，逆变器，滤波器，电网依次连接，所述Clark变换和Park变换模块的输入端连接三相电网电流，输出端连接交流控制模块，所述数字锁相环输入端连接三相电网电压生成锁相角度，并将锁相角度输出至Clark变换和Park变换模块以及Park反变换模块，所述交流控制模块的输入端连接Clark变换和Park变换模块，输出至Park反变换模块，Park反变换模块输出端连接空间矢量调制模块，空间矢量调制模块连接逆变器；其特征在于：在PV太阳能光伏电池板和RL电路之间还设置有开关管SW和二极管D，开关管SW用于在电网电压跌落时控制直流电流稳定，二极管D用于为直流储能电感提供续流通路，所述开关管SW的集电极连接PV太阳能电池板，所述开关管SW的发射极连接RL电路，直流控制模块接收采集到的直流母线上的电流，控制开关管SW栅极的开通和关断以及生成第一电流指令信号，在所述电网上连接有传感器，所述二极管D的阴极连接开关管SW的发射极与RL电路的公共点，所述二极管D的阳极连接PV太阳能电池板，在控制系统中还包括电流指令信号生成单元，可生成第二电流指令信号，所述交流控制模块接收第一电流指令信号或第二电流指令信号，控制Park反变换模块；实现该控制方法的步骤为：步骤一：通过传感器获得电网电压u_g，根据公式计算出电网电压的标幺值u_T；步骤二：当u_T高于正常模式所能承受的电压跌落限值U_th时，开关管SW保持常通状态，交流控制模块接收直流控制模块的第一电流指令信号，当u_T不超过正常模式所能承受的电压跌落限值U_th时，逆变器控制模式切换为低电压穿越控制模式，交流控制模块接收电流指令信号生成单元的第二电流指令信号；步骤三：低电压穿越控制模式下，直流电流给定值与采样到的直流母线电流进行比较，其误差输入进直流控制模块中的直流PI调节器，电网电压的标幺值u_T作为前馈信号与直流PI调节器的输出电压相加后，经直流控制模块中的PWM模块生成PWM调制信号，控制开关管SW由常通模式变为斩波模式，从而保持直流电流稳定不失控；步骤四：低电压穿越控制模式下，第二电流指令信号的网侧无功电流指令值i_gq^*和有功电流指令值i_gd^*可根据电网电压标幺值u_T、额定电流I_N和过流系数λ计算为：网侧电流采样后，经Clark变换和Park变换转换为两相同步dq坐标系下直流量i_gq和i_gd，与无功和有功电流指令值比较，其误差输入至交流控制模块中的无功和有功电流PI调节器，无功和有功电流PI调节器的输出经反Park变换到两相静止坐标后输入至空间矢量调制模块，产生PWM调制信号控制逆变器。