一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種光伏發電系統的逆變器控制方法及系統，該方法及系統首先計算有功功率給定值；然后根據有功功率給定值計算得到內環電流給定值；再對電網的電流進行采樣，得到三相采樣電流值；將電流內環給定值減去三相采樣電流值，得到內環電流差值；對內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號；根據該控制參考信號計算得到并網逆變器的開關管控制信號，該開關管控制信號用于控制并網逆變器進行逆變，從而輸出三相交流電。通過閉環控制，消除因電網電壓不平衡導致的直流母線出現的諧波對輸出電壓的影響，能夠得到質量良好的三相正弦交流電壓，從而能夠解決在電網電壓不平衡時輸出電流質量較差的問題。
【專利說明】—種光伏發電系統的并網逆變器控制方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及光伏發電【技術領域】，更具體地說，涉及一種光伏發電系統的并網逆變器的控制方法及系統。
【背景技術】
[0002]現有的光伏發電系統中，當電網電壓不平衡時，并網逆變器的直流母線輸入電壓中就會含有大量的諧波，造成直流母線的電壓波動，進而造成并網逆變器的輸出電流中包含大量諧波，導致輸出電流質量較差，因此亟需一種并網逆變器控制方法及系統，以解決在電網電壓不平衡時其輸電流質量較差的問題。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明提供一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法及系統，以解決在電網電壓不平衡時其輸出電流質量較差的問題。
[0004]為了實現上述目的，現提出的方案如下:
[0005]一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法，包括如下步驟:
[0006]根據并網逆變器的直流母線電壓計算得到有功功率給定值；
[0007]根據所述有功功率給定值和預設的無功功率給定值，計算得到電流內環給定值；
[0008]獲取電網的三相采樣電流值；
[0009]將所述電流內環給定值減去所述三相采樣電流值，得到內環電流差值；
[0010]將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號；
[0011]根據所述控制參考信號得到所述并網逆變的開關管控制信號；所述開關管控制信號用于控制所述并網逆變器輸出三相交流電。
[0012]優選的，所述根據并網逆變器的直流母線電壓計算得到有功功率給定值，包括:
[0013]獲取所述并網逆變器的直流母線電壓；
[0014]將所述所述直流母線電壓減去并網逆變器的直流母線電壓給定值，得到母線電壓
差值;
[0015]將所述母線電壓差值進行比例積分調節，得到電流給定值；
[0016]根據所述電流給定值和所述直流母線電壓給定值，計算得到所述有功功率給定值。
[0017]優選的，所述無功功率給定值預設為O。
[0018]優選的，所述將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號，包括:
[0019]將所述內環電流差值進行比例積分計算；
[0020]將上一步得到的信號作為所述控制參考信號。
[0021]優選的，所述將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號，包括:
[0022]將所述內環電流差值進行比例積分計算，得到預控制參考信號；
[0023]獲取電網電壓信號；[0024]從所述電網電壓信號提取電網負序電動勢；
[0025]將所述與控制參考信號減去所述電網負序電動勢，將得到的信號作為所述控制參
考信號。
[0026]一種光伏發電系統的并網逆變器控制系統，包括:
[0027]有功功率給定模塊，配置為用于根據并網逆變器的直流母線電壓計算得到有功功率給定值；
[0028]內環電流給定模塊，配置為用于根據所述有功功率給定值和預設的無功功率給定值，計算得到電流內環給定值；
[0029]電流采樣模塊，配置為用于獲取電網的三相采樣電流值；
[0030]計算模塊，配置為用于將所述電流內環給定值減去所述三相采樣電流值，得到內環電流差值；
[0031]比例積分模塊，配置為用于將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參
考信號;
[0032]脈寬調制模塊，配置為用于根據所述控制參考信號得到所述并網逆變的開關管控制信號；所述開關管控制信號用于控制所述并網逆變器輸出三相交流電。
[0033]優選的，所述有功功率給定模塊包括:
[0034]直流母線電壓采樣單元，配置為用于獲取所述并網逆變器的直流母線電壓；
[0035]第一計算單元，配置為用于將所述并網逆變器的所述直流母線電壓減去直流母線電壓給定值，得到母線電壓差值；
[0036]第一比例積分單元，配置為用于將所述母線電壓差值進行比例積分調節，得到電流給定值；
[0037]第二計算單元，配置為用于根據所述電流給定值和所述直流母線電壓給定值，計算得到所述有功功率給定值。
[0038]優選的，所述無功功率給定值預設為O。
[0039]優選的，所述比例積分模塊包括:
[0040]第二比例積分單元，配置為用于將所述內環電流差值進行比例積分計算，得到所述控制參考信號。
[0041]優選的，所述比例積分模塊包括:
[0042]第二比例積分單元，配置為用于將所述內環電流差值進行比例積分計算，得到預控制參考信號；
[0043]電網電壓信號獲取單元，配置為用于獲取電網電壓信號；
[0044]第三計算單元，配置為用于從所述電網電壓信號提取電網負序電動勢；
[0045]第四計算單元，配置為用于將所述與控制參考信號減去所述電網負序電動勢，將得到的信號作為所述控制參考信號。
[0046]從上述技術方案可以看出，本發明提供了一種光伏發電系統的逆變器控制方法及系統，該方法及系統首先計算有功功率給定值；然后根據有功功率給定值計算得到內環電流給定值；再對電網的電流進行采樣，得到三相采樣電流值；將電流內環給定值減去三相采樣電流值，得到內環電流差值；對內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號；根據該控制參考信號計算得到并網逆變器的開關管控制信號，該開關管控制信號用于控制并網逆變器進行逆變，從而輸出三相交流電。通過閉環控制，能夠得到質量良好的三相正弦交流電壓，從而能夠解決在電網電壓不平衡時輸出電流質量較差的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0047]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0048]圖1為本發明實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法的流程圖；
[0049]圖2為本發明另一實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法的流程圖；
[0050]圖3為本發明又一實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法的流程圖；
[0051]圖4為本發明又一實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制系統的結構圖；
[0052]圖5為本發明又一實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0053]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0054]圖1為本發明實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法的流程圖。
[0055]如圖1所示，本實施例提供的并網逆變器控制方法包括如下步驟:
[0056]SlOl:計算有功功率給定值；
[0057]根據并網逆變器的直流母線電壓計算得到有功功率給定值。
[0058]S102:計算內環電流給定值；
[0059]根據上一步驟獲得的有功功率給定值和預設的無功功率給定值，計算得到電流內環給定值。其中無功功率給定值預設為O。
[0060]S103:獲取電網的三相采樣電流值；
[0061]S104:計算內環電流差值。
[0062]將步驟S102獲得的電流內環給定值減去上一步驟獲得的三相采樣電流值，從而得到內環電流差值。
[0063]S105:計算控制參考信號；
[0064]將上一步驟的內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號。
[0065]S106:輸出開關管控制信號。
[0066]根據上一步驟的控制參考信號進行計算，得到并輸出并網逆變器的開關管控制信號；開關管控制信號用于控制該并網逆變器輸出三相交流電。[0067]從上述技術方案可以看出，本實施例提供了一種光伏發電系統的逆變器控制方法，該方法首先計算有功功率給定值；然后根據有功功率給定值計算得到內環電流給定值；再對電網的電流進行采樣，得到三相采樣電流值；將電流內環給定值減去三相采樣電流值，得到內環電流差值；對內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號；根據該控制參考信號計算得到并網逆變器的開關管控制信號，該開關管控制信號用于控制并網逆變器進行逆變，從而輸出三相交流電。通過閉環控制，能夠得到質量良好的三相正弦交流電壓，從而能夠解決在電網電壓不平衡時輸出電流質量較差的問題。
[0068]實施例二
[0069]圖2為本發明另一實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法的流程圖。
[0070]如圖2所示，本實施例提供的并網逆變器控制方法包括如下步驟:
[0071]S201:獲取直流母線電壓；
[0072]獲取并網逆變器的直流母線電壓。
[0073]S202:計算母線電壓差值；
[0074]將并網逆變器上一步驟獲取的直流母線電壓減去直流母線電壓給定值，得到母線電壓差值。
[0075]S203:計算電流給定值；
[0076]將上一步驟得到的母線電壓差值進行比例積分調節，計算得到電流給定值。
[0077]S204:計算有功功率給定值；
[0078]根據電流給定值和所述直流母線電壓給定值，計算得到有功功率給定值。
[0079]S205:計算內環電流給定值；
[0080]根據上一步驟獲得的有功功率給定值和預設的無功功率給定值，計算得到電流內環給定值。其中無功功率給定值預設為O。
[0081]S206:獲取電網的三相采樣電流值；
[0082]S207:計算內環電流差值；
[0083]將獲得的電流內環給定值減去上一步驟獲得的三相采樣電流值，從而得到內環電
流差值。
[0084]S208:計算控制參考信號；
[0085]將上一步驟的內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號。
[0086]S209:輸出開關管控制信號
[0087]根據上一步驟的控制參考信號進行計算，得到并輸出并網逆變器的開關管控制信號；開關管控制信號用于控制該并網逆變器輸出三相交流電。
[0088]實施例三
[0089]圖3為本發明又一實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法的流程圖。
[0090]如圖3所示，本實施例提供的并網逆變器控制方法包括如下步驟:
[0091]S301:獲取直流母線電壓；
[0092]獲取并網逆變器的直流母線電壓。
[0093]S302:計算母線電壓差值；[0094]將并網逆變器的上一步驟獲取的直流母線電壓減去直流母線電壓給定值，得到母線電壓差值。
[0095]S303:計算電流給定值；
[0096]將上一步驟得到的母線電壓差值進行比例積分調節，計算得到電流給定值。
[0097]S304:計算有功功率給定值；
[0098]根據電流給定值和所述直流母線電壓給定值，計算得到有功功率給定值。
[0099]S305:計算內環電流給定值；
[0100]根據上一步驟獲得的有功功率給定值和預設的無功功率給定值，計算得到電流內環給定值。其中無功功率給定值預設為O。
[0101]S306:獲取電網的三相采樣電流值；
[0102]S307:計算內環電流差值；
[0103]將獲得的電流內環給定值減去上一步驟獲得的三相采樣電流值，從而得到內環電
流差值。
[0104]S308:計算預控制參考信號；
[0105]將上一步驟的內環電流差值進行比例積分調節，得到預控制參考信號。
[0106]S309:獲取電網電壓信號；
[0107]S310:提取電網負序電動勢；
[0108]從獲取的電網電壓信號提取電網負序電動勢。
[0109]S311:計算得到控制參考信號；
[0110]將所述與控制參考信號減去所述電網負序電動勢，將得到的信號作為所述控制參
考信號。
[0111]S312:輸出開關管控制信號。
[0112]根據上一步驟的控制參考信號進行計算，得到并輸出并網逆變器的開關管控制信號；開關管控制信號用于控制該并網逆變器輸出三相交流電。
[0113]實施例四
[0114]圖4為本發明又一實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制系統的結構圖。
[0115]如圖4所示，本實施例提供的并網逆變器控制系統包括有功功率給定模塊、內環電力給定模塊、電流采樣模塊、計算模塊、比例積分模塊和脈寬調制模塊。
[0116]有功功率給定模塊10用于根據并網逆變器的直流母線電壓計算得到有功功率給定值。
[0117]內環電流給定模塊20用于根據有功功率給定值和預設的無功功率給定值，計算得到電流內環給定值，無功功率給定值優選為O。
[0118]電流采樣模塊40用于獲取電網的三相采樣電流值。
[0119]計算模塊30用于將所述電流內環給定值減去所述三相采樣電流值，得到內環電
流差值。
[0120]比例積分模塊50用于將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號。
[0121]脈寬調制模塊60用于根據控制參考信號得到所述并網逆變的開關管控制信號；所述開關管控制信號用于控制所述并網逆變器輸出三相交流電。
[0122]從上述技術方案可以看出，本實施例提供了一種光伏發電系統的逆變器控制系統，該系統首先計算有功功率給定值；然后根據有功功率給定值計算得到內環電流給定值；再對電網的電流進行采樣，得到三相采樣電流值；將電流內環給定值減去三相采樣電流值，得到內環電流差值；對內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號；根據該控制參考信號計算得到并網逆變器的開關管控制信號，該開關管控制信號用于控制并網逆變器進行逆變，從而輸出三相交流電。通過閉環控制，能夠得到質量良好的三相正弦交流電壓，從而能夠解決在電網電壓不平衡時輸出電流質量較差的問題。
[0123]本實施例中的有功功率給定模塊10包括直流母線電壓采樣單元、第一計算單元、第一比例積分單元和第二計算單元。
[0124]直流母線電壓11采樣單元用于獲取所述并網逆變器的直流母線電壓。
[0125]第一計算單元12用于將所述并網逆變器的直流母線電壓減去所述直流母線電壓給定值，得到母線電壓差值。
[0126]第一比例積分單元13用于將所述母線電壓差值進行比例積分調節，得到電流給定值。
[0127]第二計算單元14用于根據所述電流給定值和所述直流母線電壓給定值，計算得到所述有功功率給定值。
[0128]實施例五
[0129]圖5為本發明又一實施例提供的一種光伏發電系統的并網逆變器控制系統的結構圖。
[0130]如圖5所示，本實施例是在上一實施例的基礎上對脈寬調制模塊60的輸入進行了改進。
[0131]本實施例的比例積分模塊50包括第二比例積分單元51、電網電壓信號獲取單元52、第三計算單元53和第四計算單元54。
[0132]第二比例積分單元51用于將所述內環電流差值進行比例積分計算，得到預控制
參考信號；
[0133]電網電壓信號獲取單元52用于獲取電網電壓信號；
[0134]第三計算單元53用于從所述電網電壓信號提取電網負序電動勢；
[0135]第四計算單元54用于將所述與控制參考信號減去所述電網負序電動勢，將得到的信號作為所述控制參考信號并將其輸出到脈寬調制模塊60。
[0136]本實施例通過加入電網負序電動勢的前饋控制，可以進一步抑制電網負序電動勢對并網逆變器的輸出電流的影響。
[0137]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。[0138]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0139]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種光伏發電系統的并網逆變器控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 根據并網逆變器的直流母線電壓計算得到有功功率給定值； 根據所述有功功率給定值和預設的無功功率給定值，計算得到電流內環給定值； 獲取電網的三相采樣電流值； 將所述電流內環給定值減去所述三相采樣電流值，得到內環電流差值； 將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號； 根據所述控制參考信號得到所述并網逆變的開關管控制信號；所述開關管控制信號用于控制所述并網逆變器輸出三相交流電。
2.根據權利要求1所述的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述根據并網逆變器的直流母線電壓計算得到有功功率給定值，包括: 獲取所述并網逆變器的直流母線電壓； 將所述直流母線電壓減去所述并網逆變器的直流母線電壓給定值，得到母線電壓差值； 將所述母線電壓差值進行比例積分調節，得到電流給定值； 根據所述電流給定值和所述直流母線電壓給定值，計算得到所述有功功率給定值。
3.根據權利要求1所述的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述無功功率給定值預設為O。
4.根據權利要求1所述的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號，包括: 將所述內環電流差值進行比例積分計算； 將上一步得到的信號作為所述控制參考信號。
5.根據權利要求1所述的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號，包括: 將所述內環電流差值進行比例積分計算，得到預控制參考信號； 獲取電網電壓信號； 從所述電網電壓信號提取電網負序電動勢； 將所述與控制參考信號減去所述電網負序電動勢，將得到的信號作為所述控制參考信號。
6.一種光伏發電系統的并網逆變器控制系統，其特征在于，包括: 有功功率給定模塊，配置為用于根據并網逆變器的直流母線電壓計算得到有功功率給定值； 內環電流給定模塊，配置為用于根據所述有功功率給定值和預設的無功功率給定值，計算得到電流內環給定值； 電流采樣模塊，配置為用于獲取電網的三相采樣電流值； 計算模塊，配置為用于將所述電流內環給定值減去所述三相采樣電流值，得到內環電流差值; 比例積分模塊，配置為用于將所述內環電流差值進行比例積分調節，得到控制參考信號; 脈寬調制模塊，配置為用于根據所述控制參考信號得到所述并網逆變的開關管控制信號；所述開關管控制信號用于控制所述并網逆變器輸出三相交流電。
7.根據權利要求6所述的并網逆變器控制系統，其特征在于，所述有功功率給定模塊包括: 直流母線電壓采樣單元，配置為用于獲取所述并網逆變器的直流母線電壓； 第一計算單元，配置為用于將所述直流母線電壓減去所述并網逆變器的直流母線電壓給定值，得到母線電壓差值； 第一比例積分單元，配置為用于將所述母線電壓差值進行比例積分調節，得到電流給定值； 第二計算單元，配置為用于根據所述電流給定值和所述直流母線電壓給定值，計算得到所述有功功率給定值。
8.根據權利要求6所述的并網逆變器控制系統，其特征在于，所述無功功率給定值預設為O。
9.根據權利要求6所述的并網逆變器控制系統，其特征在于，所述比例積分模塊包括: 第二比例積分單元，配置為用于將所述內環電流差值進行比例積分計算，得到所述控 制參考信號。
10.根據權利要求6所述的并網逆變器控制系統，其特征在于，所述比例積分模塊包括: 第二比例積分單元，配置為用于將所述內環電流差值進行比例積分計算，得到預控制參考信號； 電網電壓信號獲取單元，配置為用于獲取電網電壓信號； 第三計算單元，配置為用于從所述電網電壓信號提取電網負序電動勢； 第四計算單元，配置為用于將所述與控制參考信號減去所述電網負序電動勢，將得到的信號作為所述控制參考信號。
【文檔編號】H02M7/48GK104022532SQ201410284582
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月23日
【發明者】劉瑞, 孫豐濤 申請人:珠海格力電器股份有限公司