CN101950985B - 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法 - Google Patents

单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101950985B
CN101950985B CN201010526929XA CN201010526929A CN101950985B CN 101950985 B CN101950985 B CN 101950985B CN 201010526929X A CN201010526929X A CN 201010526929XA CN 201010526929 A CN201010526929 A CN 201010526929A CN 101950985 B CN101950985 B CN 101950985B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
current
inverter
component
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201010526929XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101950985A (zh
Inventor
郑洪涛
卞松江
许嘉旻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Zhaoneng Electric & Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Zhaoneng Electric & Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Zhaoneng Electric & Electronic Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Zhaoneng Electric & Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201010526929XA priority Critical patent/CN101950985B/zh
Publication of CN101950985A publication Critical patent/CN101950985A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101950985B publication Critical patent/CN101950985B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Abstract

一种单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法,利用光伏并网发电系统中原有的电压电流检测装置及数字控制器,在原有控制算法的基础上,增加了对Boost电路占空比、逆变器的控制。通过对逆变器输出的相电流信号进行单相变换,将实际输出的电流与参考值比较,对差值进行PI调节获得基波和谐波的电压控制指令;还对相电流信号计算得出的直流分量检测值与给定的校准电流的差值进行处理,得到直流分量抑制电压指令;将瞬时基波电压的控制指令、瞬时谐波电压控制指令、直流分量抑制电压指令相加后,处理得到用于所述逆变器的控制指令,因此,实现了逆变器有功、无功电流的控制,指定谐波的消除,直流分量的抑制,能有效改善电网电能质量。

Description

单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法
技术领域
本发明涉及逆变器控制领域,特别涉及一种单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高和社会的技术进步,电能成为人们日常生活中必须依赖的能源。然而煤、石油等一次能源日渐减少,而且人们在应用他们的同时,也对环境造成巨大的污染。解决能源问题的根本办法是开发环保型的可再生能源,其中太阳能发电就是其中重要的发展方向。
随着光伏并网发电的规模和容量不断加大,其对电网的电能质量及稳定运行的影响日益明显,为此世界各国对光伏发电接入电网的条件诸如注入谐波、直流分量、电压波动和闪变等方面都制定了严格的标准,这也对光伏并网逆变器的设计及控制提出了更高的要求。
对并网逆变器而言,注入电网的电流谐波要控制在一定的范围,否则会对电网造成污染或对电网上的负责造成不良影响。
谐波抑制的关键技术之一是无功和谐波电流的检测,对三相电路来说,具有公认的,基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测方法。
然而,对单相电路,尽管有许多谐波检测方法,但都存在一些问题。比如采用固定频率滤波器的直接滤波法,存在较为严重的相移和频率漂移问题,且无法直接分离出畸变电流中的基波有功分量。基于FFT的采样数字计算方法,由于需要一定的采样计算时间,其检测速度慢、实时性差,无法满足实际要求。基于瞬时无功功率理论的三相电路谐波检测方法可以推广到单相电路,但由于要先虚拟构造出三相电路并要对畸变电流进行90°相移,所以实时性较差、电路结构复杂,不便于实现。因此,有必要找到一种电路结构简单、容易实现、实时性好的单相电路的谐波检测方法。
另外,由于并网逆变器主回路电力电子器件及驱动电路参数不一致性,导致逆变器输出电压含有直流分量。必须对该直流分量进行抑制,否则其注入电网会造成变电所变压器的工作点偏移,导致变压器饱和;增加电网电缆的腐蚀;导致高的初级电流峰值,可能烧毁输入保险,引起断电;甚至可以增加谐波分量。
现有一种可能的用于消除所述直流分量的方法,是在逆变器中加入一个隔直电容。由于该电容在50 Hz频率处必须呈现低阻抗,因此电容值会很大,从而增加系统成本。另一种抑制直流分量最简单的方法是在并网逆变器和电网之间连接一个工频变压器,但其体积大、功耗大、价格高。 
发明内容
本发明的目的是针对上述的背景技术中的不足,提供一种单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法,其以瞬时无功功率理论为基础,利用一种改进的直接单相变换方法,在实现并网逆变器有功电流、无功电流解耦控制的同时,实现对逆变器输出直流分量及指定的各次谐波的抑制,结构简单,易于实现,能有效改善电网电能质量。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是提供一种单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法,适用于依次连接有光伏阵列、用于DC/DC变换的Boost电路以及逆变器的光伏并网发电系统,对于其中所述逆变器,所述抑制方法包含以下步骤:
步骤1. 检测交流并网电压                                                
Figure 717479DEST_PATH_IMAGE001
,计算得到其基准频率与相位值;所述基准频率与相位值,包含电网电压旋转角度
Figure 557260DEST_PATH_IMAGE002
;所述电网电压旋转角度
Figure 975603DEST_PATH_IMAGE002
是将所述交流并网电压
Figure 268044DEST_PATH_IMAGE001
,经过锁相环处理得到的;
步骤2. 计算逆变器输出电流的参考值;所述逆变器输出电流的参考值,包含有功电流指令
Figure 125141DEST_PATH_IMAGE003
和无功电流指令
Figure 6378DEST_PATH_IMAGE004
将直流母线给定参考值
Figure 657940DEST_PATH_IMAGE005
,减去所述逆变器输入端采样得到的母线电压
Figure 703256DEST_PATH_IMAGE006
,将该差值进行PI调节后得到所述有功电流指令
Figure 36148DEST_PATH_IMAGE003
通过偏移所述电网电压的基准频率作为并网电流的给定频率的反孤岛控制算法给出所述无功电流指令
步骤3. 对逆变器输出的相电流信号
Figure 672983DEST_PATH_IMAGE007
进行单相变换,得到逆变器输出电流的实际值;该步骤进一步包含:
步骤3.1,根据步骤1中所述电网电压旋转角度
Figure 126967DEST_PATH_IMAGE002
,利用计算公式
Figure 325867DEST_PATH_IMAGE008
Figure 729167DEST_PATH_IMAGE009
,分离出实际输出的基波电流的有功直流分量
Figure 925793DEST_PATH_IMAGE010
和无功直流分量
Figure 680122DEST_PATH_IMAGE011
;以及,
步骤3.2,利用公式
Figure 417134DEST_PATH_IMAGE012
Figure 127470DEST_PATH_IMAGE013
,得到实际输出的n次谐波电流的有功直流分量
Figure 557314DEST_PATH_IMAGE014
和无功直流分量
Figure 533361DEST_PATH_IMAGE015
步骤4. 对逆变器输出电流的参考值与实际值的差值进行处理,得到瞬时基波电压的控制指令
Figure 11746DEST_PATH_IMAGE016
;该步骤进一步包含:
步骤4.1 将所述步骤2中的有功电流指令
Figure 842168DEST_PATH_IMAGE017
减去所述步骤3.1中的有功直流分量,将差值进行PI调节,输出有功电压指令
Figure 843939DEST_PATH_IMAGE018
步骤4.2 将所述无功电流指令
Figure 109704DEST_PATH_IMAGE019
减去所述无功直流分量
Figure 607682DEST_PATH_IMAGE011
,将差值进行PI调节,输出无功电压指令
Figure 113749DEST_PATH_IMAGE020
步骤4.3 将所述有功电压指令
Figure 267650DEST_PATH_IMAGE018
Figure 150156DEST_PATH_IMAGE021
的乘积,以及所述无功电压指令
Figure 502639DEST_PATH_IMAGE020
的乘积相加,得到瞬时基波电压控制指令
Figure 70073DEST_PATH_IMAGE016
步骤5. 对逆变器指定谐波电流的给定参考值与实际值的差值进行处理,得到瞬时谐波电压控制指令
Figure 490690DEST_PATH_IMAGE023
;该步骤进一步包含:
步骤5.1 将所述步骤3.2中的所述有功直流分量
Figure 963260DEST_PATH_IMAGE014
,与给定参考值比较后,对差值进行PI调节,获得谐波的有功电压指令
Figure 748813DEST_PATH_IMAGE024
步骤5.2 将所述无功直流分量
Figure 798678DEST_PATH_IMAGE015
,与给定参考值比较后,对差值进行PI调节,获得谐波的无功电压指令
步骤5.3 将所述谐波的有功电压指令
Figure 350062DEST_PATH_IMAGE024
Figure 821363DEST_PATH_IMAGE021
的乘积,与所述谐波的无功电压指令
Figure 996310DEST_PATH_IMAGE022
的乘积相加,得到瞬时谐波电压控制指令
Figure 115575DEST_PATH_IMAGE023
步骤6.  将所述相电流信号
Figure 570827DEST_PATH_IMAGE007
在一个设定周期内累加后求平均值,得到所述直流分量检测值;将所述直流分量检测值
Figure 223711DEST_PATH_IMAGE026
与给定的直流抑制参考电流
Figure 259801DEST_PATH_IMAGE027
比较,对差值进行PI调节,得到所述直流分量抑制电压指令
Figure 885954DEST_PATH_IMAGE028
步骤7.  对所述瞬时基波电压的控制指令
Figure 273073DEST_PATH_IMAGE016
、瞬时谐波电压控制指令
Figure 314978DEST_PATH_IMAGE023
、直流分量抑制电压指令相加得到的最终调制信号进行PWM脉宽调制,生成用以驱动所述逆变器的若干开关器件的所述控制指令。
所述抑制方法,还包含控制所述Boost电路占空比的步骤:
使所述光伏阵列的输出电压
Figure 63994DEST_PATH_IMAGE030
和输出电流
Figure 237487DEST_PATH_IMAGE031
,经过最大功率跟踪算法处理后,产生电压指令
Figure 248168DEST_PATH_IMAGE032
将所述电压指令
Figure 153807DEST_PATH_IMAGE032
减去所述输出电压
Figure 249939DEST_PATH_IMAGE030
的差值进行PI调节,得到光伏阵列的输出电流指令
Figure 695964DEST_PATH_IMAGE033
将所述输出电流指令
Figure 13682DEST_PATH_IMAGE033
减去所述输出电流
Figure 152539DEST_PATH_IMAGE031
的差值进行PI调节,产生驱动Boost电路开关器件的PWM脉宽调制信号。
与现有技术相比,本发明所述单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法,其优点在于:本发明利用光伏并网发电系统中原有的电压电流检测装置及数字控制器,不需设置其他外围硬件电路,也不需要由单相变量虚构出三相变量,只需要在原有控制算法的基础上,增加了针对Boost电路及逆变器的2个补偿抑制环节,结构简单,实现了逆变器有功、无功电流的控制,指定谐波的消除,直流分量的抑制,能有效改善电网电能质量。
附图说明
图1是本发明单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法的控制原理拓扑图;
图2是本发明所述抑制方法中对于逆变器的输出电流谐波消除与直流分量抑制的控制原理图;
图3是通过本发明所述方法抑制后,在额定功率输出时逆变器的输出电流、电压实测波形;
图4是通过本发明所述方法抑制后,在额定功率输出时逆变器的输出电流谐波频谱波形。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,本发明涉及一种单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法,适用于依次连接有光伏阵列100、用于DC/DC变换的Boost电路200以及逆变器300的光伏并网发电系统。
本发明所述抑制方法,利用光伏并网发电系统中还设有的电压电流检测装置及数字控制器,在原有控制算法的基础上,增加了针对Boost电路200及逆变器300的2个补偿抑制环节。
针对Boost电路200的抑制环节,需要控制其占空比,来获得稳定的中间电压。
具体地,基于TMS2812的DSP及FPGA的所述数字控制器,其主控制电路经过采样,获得所述光伏阵列100的输出电压和输出电流
Figure 985683DEST_PATH_IMAGE031
;所述输出电压
Figure 908640DEST_PATH_IMAGE030
和输出电流经过最大功率跟踪算法(MPPT)的实现模块10处理后,产生电压指令
Figure 289122DEST_PATH_IMAGE032
所述电压指令
Figure 529480DEST_PATH_IMAGE032
减去光伏阵列100的输出电压
Figure 369260DEST_PATH_IMAGE030
后,再经电压控制器21进行PI调节,得到光伏阵列100的输出电流指令
Figure 974553DEST_PATH_IMAGE033
。所述输出电流指令
Figure 266995DEST_PATH_IMAGE033
减去实际采样的所述输出电流
Figure 124092DEST_PATH_IMAGE031
后,经过电流控制器31的PI调节,产生驱动Boost电路200的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的PWM(脉宽调制)信号,即所述Boost电路200下一采样周期的占空比参考值。
配合参见图1、图2所示,针对所述逆变器300的抑制环节,需要实现其有功、无功电流的控制,指定谐波的消除,直流分量的抑制功能,具体包含以下步骤:
步骤1. 主控制电路采样交流并网电压
Figure 756062DEST_PATH_IMAGE001
,经过PLL锁相环40处理,得到电网电压旋转角度
Figure 407623DEST_PATH_IMAGE002
并输出至电流控制器32。
步骤2. 计算逆变器300的有功及无功电流的参考值。
在逆变器300的输入端采样得到母线电压
Figure 452939DEST_PATH_IMAGE006
。使直流母线给定参考值
Figure 848149DEST_PATH_IMAGE005
减去所述母线电压
Figure 583892DEST_PATH_IMAGE006
的差值,经过电压控制器22进行PI调节后,输出有功电流指令
Figure 671934DEST_PATH_IMAGE003
至电流控制器32。
由于PLL锁相环40的作用,使并网电流与电网电压同相同频,其功率因数控制为1,无功电流指令
Figure 938967DEST_PATH_IMAGE004
原本为0。但在本发明中,根据所述PLL锁相环40输出的电网电压基准频率,由反孤岛控制算法给出无功电流指令
Figure 809971DEST_PATH_IMAGE004
,并输出至所述电流控制器32;即通过偏移电网电压的基准频率作为并网电流的给定频率,当电网出现故障断电时,造成负载电压的频率扰动且很快超过频率保护的上、下限值,继而由频率保护电路控制,使并网发电系统与电网脱离。
步骤3. 计算逆变器300实际输出的有功及无功电流。
步骤3.1 基于瞬时无功功率理论,采集逆变器300输出的相电流信号
Figure 478850DEST_PATH_IMAGE007
进行单相变换,利用计算公式
Figure 737793DEST_PATH_IMAGE008
Figure 413494DEST_PATH_IMAGE009
,分离出实际输出的有功直流分量和无功直流分量
Figure 939470DEST_PATH_IMAGE011
步骤3.2 对于谐波电流,利用公式
Figure 41418DEST_PATH_IMAGE012
Figure 283044DEST_PATH_IMAGE013
,计算各次谐波的有功直流分量
Figure 823747DEST_PATH_IMAGE014
和无功直流分量。其中n代表谐波次数,此处以消除各次奇次谐波为目的,因此取n=3,5,9,11…。
步骤4. 计算瞬时基波电压的控制指令。
将步骤2获得的参考值,即有功电流指令
Figure 989335DEST_PATH_IMAGE017
、无功电流指令
Figure 452677DEST_PATH_IMAGE019
对应减去步骤3.1的有功直流分量
Figure 797071DEST_PATH_IMAGE010
和无功直流分量
Figure 232731DEST_PATH_IMAGE011
,将差值分别进行PI调节,对应输出有功电压指令
Figure 738799DEST_PATH_IMAGE018
和无功电压指令
Figure 955017DEST_PATH_IMAGE020
。将有功电压指令
Figure 24473DEST_PATH_IMAGE018
Figure 376957DEST_PATH_IMAGE021
的乘积,以及无功电压指令
Figure 53926DEST_PATH_IMAGE020
Figure 429543DEST_PATH_IMAGE022
的乘积相加,得到瞬时基波电压控制指令
Figure 115740DEST_PATH_IMAGE016
步骤5. 计算指定谐波的电压指令。
将步骤3.2中的有功直流分量
Figure 322730DEST_PATH_IMAGE014
和无功直流分量
Figure 623130DEST_PATH_IMAGE015
,与给定参考值0比较后,分别经过PI调节对应获得各次谐波的有功电压指令和无功电压指令
Figure 772669DEST_PATH_IMAGE025
;将谐波的有功电压指令的乘积,与谐波的无功电压指令
Figure 468726DEST_PATH_IMAGE025
Figure 496725DEST_PATH_IMAGE022
的乘积相加,得到各次的瞬时谐波电压控制指令
Figure 865259DEST_PATH_IMAGE023
步骤6. 计算直流分量抑制电压指令。
由于逆变器300的电流传感器有一定的零点漂移,即输入一个上下对称的正弦波时,其输出信号有一个直流偏置。为此在逆变器300并网运行之前,需要对电流传感器进行校准,即当电流为零时,将所测得的电流作为直流初始偏置值,之后所有测得的电流均需减去此偏置值,以消除由于传感器所造成的直流分量输出。
将步骤3.1中采集的相电流信号
Figure 220334DEST_PATH_IMAGE007
,在一个50Hz周期内累加后求平均值,得到直流分量检测值
Figure 724127DEST_PATH_IMAGE026
,其与给定值为0的直流抑制参考电流
Figure 760216DEST_PATH_IMAGE027
比较的差值,经过PI调节后,得到对应的直流分量抑制电压指令
Figure 386370DEST_PATH_IMAGE028
步骤7. 获得逆变器的驱动控制指令。
将步骤4、5、6得到的所述瞬时基波电压的控制指令
Figure 694860DEST_PATH_IMAGE016
、瞬时谐波电压控制指令
Figure 64662DEST_PATH_IMAGE023
、直流分量抑制电压指令
Figure 220837DEST_PATH_IMAGE028
相加得到最终调制信号
Figure 955574DEST_PATH_IMAGE029
,并以此为基础进行PWM脉宽调制,用以驱动逆变器300回路的IGBT开关器件。
以下是本发明所述单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法的具体实施例:
该光伏并网发电系统,包含光伏阵列,DC/DC变换的Boost电路,单相H桥逆变电路,电流电压检测装置以及由DSP2812和FPGA组成的数字控制器等部分。最大输出功率3.6kw,Boost电路开关频率为18kHz,逆变电路开关频率为16kHz,直流母线电压为500V,最大直流母线电压625V。输出电压为交流240V,最大输出电流15A。光伏阵列的电池电压容许范围:180V~600V。最大功率跟踪算法(MPPT)的跟踪电压范围:100~500V。
系统的光伏阵列输出电压
Figure 564410DEST_PATH_IMAGE030
和输出电流
Figure 472323DEST_PATH_IMAGE031
,逆变器输出电压
Figure 483005DEST_PATH_IMAGE035
,输出电流,经由VCO芯片将模拟量转化为高频数字信号,以占空比的形式表示模拟量大小,由FPGA转化成相应数字量,并传递给DSP2812进行信号处理,根据本发明前述的控制算法,计算出IGBT的开通关断时序,并将其传递给FPGA转化成IGBT的驱动信号,控制Boost电路的IGBT驱动信号和单相H桥逆变电路。
图3是在额定输出功率为3.6 kw时,光伏并网逆变器输出电流、电压的实测波形,实测电流波形的直流分量为5.1mA。图4为在额定功率输出时逆变器输出电流谐波频谱波形,频谱中不存在3次、5次、7次和9次谐波,11次谐波含量为0.22A。
可见,本发明所述单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法,利用光伏并网发电系统中原有的电压电流检测装置及数字控制器,不需设置其他外围硬件电路,也不需要由单相变量虚构出三相变量,只需要在原有控制算法的基础上,增加了针对Boost电路及逆变器的2个补偿抑制环节,结构简单,实现了逆变器有功、无功电流的控制,指定谐波的消除,直流分量的抑制,能有效改善电网电能质量。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法,适用于依次连接有光伏阵列(100)、用于直流/直流变换的Boost电路(200)以及逆变器(300)的光伏并网发电系统,其特征在于,对于其中所述逆变器(300),所述抑制方法包含以下步骤:
步骤1. 检测交流并网电压 
Figure 332867DEST_PATH_IMAGE001
,计算得到其基准频率与相位值;所述基准频率与相位值,包含电网电压旋转角度
Figure 250007DEST_PATH_IMAGE002
;所述电网电压旋转角度
Figure 92061DEST_PATH_IMAGE002
是将所述交流并网电压
Figure 487271DEST_PATH_IMAGE001
,经过锁相环(40)处理得到的;
步骤2. 计算逆变器(300)输出电流的参考值;所述逆变器(300)输出电流的参考值,包含有功电流指令
Figure 301643DEST_PATH_IMAGE003
和无功电流指令
将直流母线给定参考值
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE005
减去所述逆变器(300)输入端采样得到的母线电压
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE006
后得到一差值,将该差值进行PI调节后得到所述有功电流指令
Figure 266505DEST_PATH_IMAGE003
通过偏移所述交流并网电压
Figure 465405DEST_PATH_IMAGE001
的基准频率作为并网电流的给定频率的反孤岛控制算法给出所述无功电流指令
Figure 134284DEST_PATH_IMAGE004
步骤3. 对逆变器(300)输出的相电流信号进行单相变换,得到逆变器(300)输出电流的实际值;该步骤进一步包含:
步骤3.1,根据步骤1中所述电网电压旋转角度
Figure 940697DEST_PATH_IMAGE002
,利用计算公式
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE008
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE009
,分离出实际输出的基波电流的有功直流分量和无功直流分量
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE011
;以及,
步骤3.2,利用公式
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE012
,得到实际输出的n次谐波电流的有功直流分量
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE014
和无功直流分量
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE015
步骤4. 对逆变器(300)输出电流的参考值与实际值的差值进行处理,得到瞬时基波电压的控制指令
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE016
;该步骤进一步包含:
步骤4.1 将所述步骤2中的有功电流指令
Figure 632709DEST_PATH_IMAGE003
减去所述步骤3.1中的有功直流分量
Figure 369721DEST_PATH_IMAGE010
,将差值进行PI调节,输出有功电压指令
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE017
步骤4.2 将所述无功电流指令
Figure 709085DEST_PATH_IMAGE004
减去所述无功直流分量
Figure 138930DEST_PATH_IMAGE011
,将差值进行PI调节,输出无功电压指令
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE018
步骤4.3 将所述有功电压指令
Figure 255921DEST_PATH_IMAGE017
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE019
的乘积,以及所述无功电压指令
Figure 531045DEST_PATH_IMAGE018
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE020
的乘积相加,得到瞬时基波电压控制指令
Figure 236833DEST_PATH_IMAGE016
步骤5. 对逆变器(300)指定谐波电流的给定参考值与实际值的差值进行处理,得到指定谐波的电压指令
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE021
;该步骤进一步包含:
步骤5.1 将所述步骤3.2中的所述有功直流分量
Figure 385049DEST_PATH_IMAGE014
,与给定参考值比较后,对差值进行PI调节,获得谐波的有功电压指令
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE022
步骤5.2 将所述无功直流分量
Figure 176287DEST_PATH_IMAGE015
,与给定参考值比较后,对差值进行PI调节,获得谐波的无功电压指令
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE023
步骤5.3 将所述谐波的有功电压指令
Figure 68151DEST_PATH_IMAGE022
的乘积,与所述谐波的无功电压指令
Figure 337775DEST_PATH_IMAGE023
Figure 350730DEST_PATH_IMAGE020
的乘积相加,得到瞬时谐波电压控制指令
Figure 233236DEST_PATH_IMAGE021
步骤6. 将所述相电流信号
Figure 585720DEST_PATH_IMAGE007
在一个设定周期内累加后求平均值,得到直流分量检测值
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE024
;将所述直流分量检测值
Figure 338388DEST_PATH_IMAGE024
与给定的直流抑制参考电流
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE025
比较,对差值进行PI调节,得到直流分量抑制电压指令
步骤7. 对所述瞬时基波电压的控制指令
Figure 838639DEST_PATH_IMAGE016
、瞬时谐波电压控制指令
Figure 259256DEST_PATH_IMAGE021
、直流分量抑制电压指令
Figure 544875DEST_PATH_IMAGE026
相加得到的最终调制信号
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE027
进行PWM脉宽调制,生成用以驱动所述逆变器(300)的若干开关器件的控制指令。
2.如权利要求1所述单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法,其特征在于,所述抑制方法,还包含控制所述Boost电路(200)占空比的步骤:
使所述光伏阵列(100)的输出电压
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE028
和输出电流
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE029
,经过最大功率跟踪算法处理后,产生电压指令
将所述电压指令
Figure 720641DEST_PATH_IMAGE030
减去所述输出电压
Figure 458921DEST_PATH_IMAGE028
的差值进行PI调节,得到光伏阵列(100)的输出电流指令
Figure 201010526929X100001DEST_PATH_IMAGE031
将所述输出电流指令
Figure 745546DEST_PATH_IMAGE031
减去所述输出电流
Figure 807043DEST_PATH_IMAGE029
的差值进行PI调节,产生驱动Boost电路(200)开关器件的PWM脉宽调制信号。
CN201010526929XA 2010-11-01 2010-11-01 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法 Expired - Fee Related CN101950985B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010526929XA CN101950985B (zh) 2010-11-01 2010-11-01 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010526929XA CN101950985B (zh) 2010-11-01 2010-11-01 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101950985A CN101950985A (zh) 2011-01-19
CN101950985B true CN101950985B (zh) 2013-07-03

Family

ID=43454378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010526929XA Expired - Fee Related CN101950985B (zh) 2010-11-01 2010-11-01 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101950985B (zh)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102088192B (zh) * 2011-03-02 2013-01-02 中南大学 单相单级电流型光伏并网逆变器及其控制方法
CN102684522A (zh) * 2011-03-09 2012-09-19 上海康威特吉能源技术有限公司 一种非隔离光伏并网逆变器及其控制方法
US20130009700A1 (en) * 2011-07-08 2013-01-10 Infineon Technologies Ag Power Converter Circuit with AC Output
CN102291033B (zh) * 2011-08-25 2013-10-02 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种光伏逆变器的直流分量抑制方法及装置
CN102324865B (zh) * 2011-09-23 2014-04-16 武汉新能源接入装备与技术研究院有限公司 一种光伏并网发电系统中三相变流器的控制方法
CN102545262B (zh) * 2012-01-16 2013-10-09 华北电力大学 一种计及电能质量约束的光伏并网发电系统孤岛检测方法
CN102856916B (zh) * 2012-04-10 2014-10-22 北京昆兰新能源技术有限公司 一种单相光伏逆变器无功控制方法及电路
CN102638057A (zh) * 2012-04-24 2012-08-15 浙江大学 一种并网逆变器控制装置
CN103684034B (zh) * 2012-09-18 2016-05-04 中国北车股份有限公司 机车牵引供电系统、四象限变流器的控制方法及系统
CN103633875B (zh) * 2012-09-28 2015-12-16 深圳市天源新能源有限公司 一种光伏扬水逆变器及其控制方法、及光伏扬水系统
CN103036465B (zh) * 2012-12-31 2015-07-08 深圳市盛弘电气有限公司 Dcdc变换器的控制方法和系统
CN103078531B (zh) * 2013-01-07 2014-12-10 深圳晶福源科技股份有限公司 三相逆变器直流分量控制系统及其控制方法
CN103066623A (zh) * 2013-01-11 2013-04-24 无锡中洁能源技术有限公司 一种光伏并网逆变器
JP5618022B1 (ja) * 2013-06-11 2014-11-05 住友電気工業株式会社 インバータ装置
CN104868764B (zh) * 2014-02-26 2017-08-04 全汉企业股份有限公司 逆变装置及其电源转换方法
CN103887991A (zh) * 2014-03-20 2014-06-25 河海大学 一种无变压器的高压小功率电源
CN103956730B (zh) * 2014-04-11 2016-08-17 华为技术有限公司 一种变换器的控制方法和装置
CN103944186B (zh) * 2014-04-23 2017-01-04 浙江大学 一种三相光伏并网逆变器控制装置
CN103973146B (zh) * 2014-05-22 2016-07-27 阳光电源股份有限公司 一种电池板接入模式的判断方法及逆变器
CN104638668B (zh) * 2014-06-12 2016-08-31 华中科技大学 一种光伏发电并网控制方法及系统
CN104124701B (zh) * 2014-06-24 2016-05-18 许继电气股份有限公司 一种光伏并网逆变器直流分量抑制方法
CN104238623B (zh) * 2014-09-28 2016-01-20 阳光电源股份有限公司 一种多输入的光伏逆变器控制方法及系统
CN104569551B (zh) * 2015-01-08 2016-03-23 漳州科华技术有限责任公司 一种应用于逆变电压的直流分量检测方法
CN105720847B (zh) * 2016-01-04 2018-05-22 北京鼎汉技术股份有限公司 一种三相电压直流分量控制方法及系统
CN105871324B (zh) * 2016-04-11 2017-12-15 厦门科华恒盛股份有限公司 一种多路输入光伏逆变系统的独立mppt跟踪方法
WO2018066070A1 (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社日立製作所 電力変換装置及び電力変換方法
CN108110785B (zh) * 2016-11-24 2021-04-20 华为技术有限公司 一种逆变器反孤岛控制系统
JP6799502B2 (ja) * 2017-06-06 2020-12-16 株式会社日立インダストリアルプロダクツ 太陽光発電用電力変換装置および太陽光発電用電力変換装置の制御方法
CN108169596B (zh) * 2017-12-22 2020-08-28 湖南科比特电气技术有限公司 一种光伏逆变器输入电流通道的校准系统及应用所述校准系统进行校准的方法
CN108565892A (zh) * 2018-05-02 2018-09-21 南方电网科学研究院有限责任公司 一种故障穿越方法、装置和光伏发电系统
CN108711858B (zh) * 2018-07-19 2023-08-08 沈阳工业大学 基于跟随光伏电站出力波动的逆变器谐波抑制方法
DK3696969T3 (da) * 2019-02-13 2022-05-02 Siemens Gamesa Renewable Energy As Harmonisk styring af en omformer
CN110611329A (zh) * 2019-09-30 2019-12-24 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种用于减少飞机电源系统尖峰电流的装置、应用及方法
CN112234647B (zh) * 2020-10-09 2022-06-03 江苏工程职业技术学院 一种微电网的谐波谐振抑制系统
CN112924798B (zh) * 2021-02-08 2022-11-08 北京中电普华信息技术有限公司 一种电能质量监测方法、装置及电子设备
CN112636320B (zh) * 2021-03-09 2021-06-29 中石大蓝天(青岛)石油技术有限公司东营分公司 一种n源直流馈补微电网控制方法
CN115441710B (zh) * 2022-11-03 2023-03-31 固德威技术股份有限公司 逆变器离网分相输出电压直流分量抑制方法及光伏系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101119031A (zh) * 2007-06-08 2008-02-06 清华大学 一种快速稳定实现最大功率跟踪的光伏三相并网控制方法
CN101577434A (zh) * 2009-06-19 2009-11-11 哈尔滨工业大学 抑制光伏并网逆变器输出直流分量的控制方法
CN201594795U (zh) * 2009-07-24 2010-09-29 中环(中国)工程有限公司 一种用于光伏发电系统的最大功率点跟踪控制装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100892220B1 (ko) * 2007-07-02 2009-04-07 순천대학교 산학협력단 근사기법을 이용한 태양광 발전의 mppt 제어시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101119031A (zh) * 2007-06-08 2008-02-06 清华大学 一种快速稳定实现最大功率跟踪的光伏三相并网控制方法
CN101577434A (zh) * 2009-06-19 2009-11-11 哈尔滨工业大学 抑制光伏并网逆变器输出直流分量的控制方法
CN201594795U (zh) * 2009-07-24 2010-09-29 中环(中国)工程有限公司 一种用于光伏发电系统的最大功率点跟踪控制装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李明等.光伏并网逆变器的三环控制策略研究.《电力系统保护与控制》.2010,第38卷(第19期),46-50. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101950985A (zh) 2011-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101950985B (zh) 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法
CN102832642B (zh) 一种微源并网电能质量控制系统控制方法
Kannan et al. Photovoltaic based distribution static compensator for power quality improvement
CN101867196B (zh) 分布式并网发电与有源电力滤波器统一控制的方法
CN102545227B (zh) 一种基于相序识别的有源电力滤波器的自适应控制方法
CN102723740B (zh) 单级光伏逆变器稳定mppt控制系统及方法
CN104218610A (zh) 一种新型电能质量自适应调节的光伏并网逆变器
Svensson Grid-connected voltage source converter: control principles and wind energy applications
CN202817792U (zh) 一种微源并网电能质量控制系统
CN205232057U (zh) 单相两级式光伏逆变装置
Hussain et al. Power quality improvement based on hybrid coordinated design of renewable energy sources for DC link channel DSTATCOM
Dinesh et al. Simulation of D-Statcom with hysteresis current controller for harmonic reduction
CN103199557A (zh) 一种基于tms320f2812的光伏并网及电能质量综合治理统一控制方法
CN105490297A (zh) 基于双逆变器群协调控制的微电网供电电压和电网电流谐波同步补偿方法
CN103259281A (zh) 具有负序电流补偿机制的能量转换系统和方法
CN202696155U (zh) 一种基于fpga的链式statcom载波移相脉宽调制装置
Chindris et al. UPQC—The best solution to improve power quality in low voltage weak distribution networks
Svensson Grid-connected voltage source converter
Ho Challenges and design considerations of PV inverters in the future smart grids
Li et al. The realization of flexible photovoltaic power grid-connection μ-synthesis robust control in microgrid
CN107026475A (zh) 一种太阳能分布式发电系统入网控制方法
CN202142864U (zh) 总线型控制器控制的智能静止无功发生器
Umamaheswararao Modeling and simulation of statcom for power quality improvement
Hua et al. Improved feedforward based on lead compensation for LCL grid-connected inverter
CN203933050U (zh) 含分布式发电的配电网统一电能质量调节装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 201802 Shanghai, Jiading District Road 188, No. five, 2, 2 floor

Patentee after: SHANGHAI MAGEPOWER POWER ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: 201203, room 500, No. 302 blue wave road, Zhangjiang hi tech park, Shanghai, Pudong New Area

Patentee before: SHANGHAI MAGEPOWER POWER ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130703

Termination date: 20211101