[发明专利]基于有功备用的光伏并网逆变器控制方法

摘要

本发明公开了基于有功备用的光伏并网逆变器控制方法。该方法改进传统光伏逆变器，在电压环和电流环中间增加功率环，通过对直流电压环控制与功率环直接控制的切换实现最大功率追踪和有功备用状态的无缝切换。本发明通过拟合峰值判断方法和最大功率追踪控制方法结合确定最大功率点，并快速将最大功率追踪无缝切换至有功备用状态，使传统光伏逆变器实现有功备用功能。

主权项

1.一种基于有功备用的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，光伏并网逆变器采用最大功率追踪电压外环和DQ轴解耦的电流内环控制，并融合了功率环控制，通过对功率环直接控制与直流电压环控制的切换实现最大功率追踪和有功备用状态的无缝切换，步骤如下：步骤1、设光伏逆变器台数为n，n为整数且n≥1，#i表示逆变器编号，i为整数且i∈[1,n]，当前时刻为k，初始化设置光伏逆变器#i在k‑1时刻最大功率追踪启动标志flagmppti(k‑1)为1，光伏逆变器#i在k‑1时刻的切换标志flagpvi(k‑1)为0；步骤2、采样光伏逆变器#i输出相电压Uoai,Uobi,Uoci，并经输出相电压坐标变换方程得到输出电压dq轴分量Uodi,Uoqi，采样光伏逆变器#i网侧电感电流Ioai,Iobi,Ioci，并经网侧电感电流坐标变换方程得到网侧电感电流dq轴分量Iodi,Ioqi，采样光伏逆变器#i桥臂电感电流ILai,ILbi,ILci，并经桥臂电感电流坐标变换方程得到桥臂电感电流dq轴分量ILdi,ILqi，其中d轴为有功轴，q轴为无功轴，通过锁相环获得电网频率ωg，采样光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电流Ipvi(k)和光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电压Upvi(k)；步骤3、根据步骤2中得到的输出电压dq轴分量Uodi,Uoqi和网侧电感电流dq轴分量Iodi,Ioqi，通过功率计算方程获得平均有功功率Poi；步骤4、根据步骤2中得到的光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电流Ipvi(k)和光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电压Upvi(k)通过扰动观测法获得直流侧参考电压Urefi，且定时器开始计时；步骤5、根据步骤2中得到的光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电压Upvi(k)和步骤4中得到的直流侧参考电压Urefi，经过直流电压环获得光伏电池板参考功率Prefi；步骤6、根据步骤2中得到的光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电流Ipvi(k)、光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电压Upvi(k)和步骤5中得到的光伏电池板参考功率Prefi，通过拟合峰值判断方法得到功率环给定功率Pgi；步骤7、根据步骤6中得到的功率环给定功率Pgi和步骤3中得到的平均有功功率Poi，经过功率环得到电流d轴指令Icdrefi，且令电流q轴指令Icqrefi＝0；步骤8、将步骤7中得到的电流d轴指令Icdrefi和步骤2中得到的桥臂电感电流d轴分量ILdi，经过d轴电流闭环控制方程，得到d轴输出信号Uidi；将步骤7中得到的电流q轴指令Icqrefi与步骤2中得到的桥臂电感电流q轴分量ILqi，经过q轴电流闭环控制方程，得到q轴输出信号Uiqi；步骤9、将步骤2中得到的输出电压d轴分量Uodi和输出电压q轴分量Uoqi分别加上步骤8中得到的d轴输出信号Uidi和q轴输出信号Uiqi，得到dq坐标系下的调制波Umdi和Umqi，其表达式分别为：步骤10、将步骤9中得到的dq坐标系下的调制波Umdi和Umqi经坐标反变换方程得到逆变器桥臂电压的三相调制波Umai,Umbi,Umci，经PWM调制后作为IGBT电路的驱动信号。