[发明专利]一种抑制光伏并网逆变器直流侧母线电压波动的直接功率控制方法

摘要

本发明公开了一种抑制光伏并网逆变器直流侧母线电压波动的直接功率控制方法，属于变流器控制技术领域；该方法包括以下步骤：建立光伏发电系统，确定电网瞬时有功分量vα、iα和瞬时无功分量vβ、iβ，采用固定步长扰动观察法，实现光伏阵列的最大功率点跟踪，通过扰动观测器，经修正环节，确定扰动功率将两个PI控制器的输出信号分别作为前馈解耦控制器的输入来构建前馈解耦模型，基于电网电压vα、vβ，结合前馈解耦系统的输出uP、uQ，得出电压控制信号eα和eβ，对电压控制信号eα和eβ进行αβ/abc变换，得到逆变器的SPWM控制信号ea,b,c，本发明在电压外环中引入前馈扰动量，采用简单的比例控制器，即可保证直流母线电压的零稳态误差跟踪；不需要获取电网电压的相位信息，也不需要进行同步旋转坐标变换，从而避免了因使用锁相环(PLL)而导致的稳定性问题。

主权项

1.一种抑制光伏并网逆变器直流侧母线电压波动的直接功率控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1:建立光伏发电系统，所述光伏发电系统包括光伏阵列、升压boost电路、逆变器、滤波电感、MPPT控制器、控制系统和电网，所述光伏阵列和升压boost电路之间以及升压电路和逆变器之间通过电容连接；所述MPPT控制器的输入端与光伏阵列相连接，所述MPPT控制器的输出端与升压boost电路相连接；所述控制系统的输入端与电网相连接，所述控制系统的输出端与逆变器相连接；S2:利用电压传感器检测光伏阵列的电压U_pv、直流母线电压U_dc和电网电压v_a,b,c，利用电流传感器检测光伏阵列的输出电流I_pv和网侧电流i_a,b,c，分别对三相电压和三相电流进行abc/αβ变换，得到αβ轴上的瞬时有功分量v_α、i_α和瞬时无功分量v_β、i_β；S3:采用固定步长扰动观察法、通过改变开关管的的占空比来改变光伏阵列的输出电压，并进行光伏阵列的最大功率点跟踪；S4:根据瞬时有功分量v_α、i_α和瞬时无功分量v_β、i_β，计算并网有功功率P_g和并网无功功率Q_g，基于直流母线电压的平方和并网有功功率P_g，通过非线性扰动观测器得到扰动功率将其与修正环节G_ch(s)相乘后，得到修正后的扰动功率S5:将直流母线电压检测值的平方与直流母线电压给定值的平方作差后，得到误差控制信号通过电压外环P调节器对误差信号e_dc进行闭环处理，将电压外环P调节器输出量与扰动功率相加，得到逆变器有功功率给定值S6:将给定有功功率与输出有功功率P_g相减的差值、给定无功功率与输出无功功率Q_g相减的差值信号分别作为内环有功PI控制器和内环无功PI控制器的输入，得到输出信号其中，设置并网逆变器输出的瞬时无功功率参考S7:将上述内环有功PI控制器和内环无功PI控制器的输出信号分别作为前馈解耦控制器的输入信号来构建前馈解耦模型，基于电网电压v_α、v_β，结合前馈解耦系统的输出u_P、u_Q，得出电压控制信号e_α和e_β；S8:对电压控制信号e_α和e_β进行αβ/abc变换，得到逆变器的SPWM控制信号e_a、e_b、e_c。