CN103023364B - 一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法及装置，该方法包括：根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，其中，所述控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；根据确定的所述控制模式，对光伏系统中的共模漏电流进行控制。本发明还提供了一种包括控制模块以及执行模块的光伏逆变器漏电流调节抑制装置。本发明技术方案的实现，将共模漏电流作为控制目标，并参考系统的工作状态，在实现闭环控制共模漏电流，并小于安全规定要求的前提下提高母线电压利用率，提高系统效率。

Description

一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，更具体的说，涉及一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法及装置。

背景技术

现有技术中，由于光伏电池板对地寄生电容的存在与逆变器共模电压的作用会产生对地的共模漏电流，如图1中所示的i_cm，传统的脉冲宽度调制（英文全称为Pulse Width Modulation，以下简称为PWM）通过注入共模电压来提高母线利用率，但未将共模漏电流作为控制目标，因此其输出的PWM共模电压较大，在光伏或变频器其他对共模电压要求较高的领域中会引起对地漏电流的问题出现。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中有一种技术通过检测漏电流波形，并分析处理产生一个与共模漏电流大小相等、相位相反的补偿电流，将该补偿电流注入到电路后通过与共模漏电流叠加相消来抑制和消除共模漏电流，该现有技术在实际应用中控制过程复杂，并且容易产生扰动，因此，提高系统效率的效果并不理想。

发明内容

本发明的实施例提供了一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法及装置，能够实现控制共模漏电流满足安全规范的前提下提高母线电压利用率，从而提高系统效率。

本发明的技术方案包括：

本发明提供了一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法，包括：

根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，其中，所述控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；

根据确定的所述控制模式，对光伏系统中的共模漏电流进行控制。

本发明还提供了一种光伏逆变器漏电流调节抑制装置，包括：

控制模块，用于根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，其中，所述控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；

执行模块，用于根据确定的所述控制模式，对光伏系统中的共模漏电流进行控制。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，通过根据光伏系统工作状态来确定预定的控制模式，所述控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；根据确定的所述控制模式对光伏系统中的共模漏电流进行控制，实现了将共模漏电流作为控制目标，并参考系统的工作状态，在实现闭环控制共模漏电流，并小于安全规定要求的前提下提高母线电压利用率，提高系统效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明现有技术中光伏逆变技术的应用场景；

图2为本发明实施例一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法的流程图；

图3为本发明实施例所述根据光伏系统工作状态确定预定的控制模式的具体流程图；

图4为本发明实施例中三次最小共模谐波线性注入示意图；

图5为三相T型三电平逆变器；

图6为三相I型三电平逆变器；

图7为三相两电平逆变器；

图8为三相多电平逆变器；

图9为本发明实施例一种光伏逆变器漏电流调节抑制装置结构示意图；

图10为本发明实施例一种光伏逆变器漏电流调节抑制装置的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法及装置，实现了将共模漏电流作为控制目标，参考系统的工作状态，在实现闭环控制共模漏电流，并小于安全规定要求的前提下根据输入光伏电池电压（以下简称PV电压），电网电压与系统工作状态实现减小共模漏电流与降低直流母线电压，提高了系统效率的目的。

如图2所示，本发明实施例一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法，技术方案包括：

101、根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，其中，预定的控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；

102、根据确定的预定的控制模式，对光伏系统中的共模漏电流进行控制。

可见，上述本发明的技术方案在确定对光伏系统中共模电流的控制模式的过程中，充分考虑了光伏系统的工作状态，实现了将共模漏电流作为控制目标，并参考系统的工作状态，在实现闭环控制共模漏电流，并小于安全规定要求的前提下提高母线电压利用率，提高系统效率的发明目的。

本发明实施例中判断光伏系统工作状态主要包括三个过程：

判断PV电压是否大于网侧逆变器电压起主导作用；

判断共模漏电流是否超过安全规范要求；

判断调制比是否M<1。

其中，本发明实施例中的安全规范要求可以为VDE0126-1-1；调制比为直流母线电压与网侧逆变器电压的比值，网侧逆变器电压可以通过检测电网相位来确定，由于本实施例中网侧逆变器电压只是作为一个输入值，本发明不对网侧逆变器电压的获得方式进行具体说明。

为了进一步对本发明技术方案进行理解，下面结合附图3对整个发明的具体过程进行详细说明。

本发明实施例中将预定的控制模式分为四种，具体为第一、第二、第三和第四控制模式；预定的控制模式中包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式。在图3中根据光伏系统的工作状态来选择控制模式，以便对光伏系统中的共模漏电流进行控制。

本发明实施例一种光伏逆变器漏电电流调节抑制方法，技术方案包括：

101、根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，其中，预定的控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；

102、根据确定的预定的控制模式，对光伏系统中的共模漏电流进行控制。

如图3所示，上述步骤101的具体过程包括：

301、确定PV电压是否大于网侧逆变器电压起主导作用；如果是，执行步骤302，如果否，执行步骤303；

302、在确定PV电压大于网侧逆变器电压起主导作用时，选择第一控制模式对所述共模漏电流进行控制；

其中，第一控制模式包括：

以网侧逆变器电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并在调制过程中注入六分之一倍三次共模电压分量；

303、在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压时，确定共模漏电流是否大于安全规范要求；如果是，执行步骤304，如果否，执行步骤305；其中，本发明实施例中的安全规范要求可以为VDE0126-1-1；

304、在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，且共模漏电流大于安全规范要求时，选择第三控制模式对所述共模漏电流进行控制；

其中，第三控制模式包括：

以共模漏电流作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行闭环控制，并提高母线电压以减小三次共模电压；

305、在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，且共模漏电流小于或等于安全规范要求时，确定调制比是否小于1；如果是，执行步骤307，如果否，执行步骤306；

306、在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，共模漏电流小于或等于安全规范要求，且调制比大于等于1时，选择第二控制模式对所述共模漏电流进行控制；

其中，第二控制模式包括：

以PV电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并提高母线电压以减小三次共模电压；

307、在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，共模漏电流小于或等于安全规范要求，且调制比小于1时，选择第四控制模式对所述共模漏电流进行控制；

其中，第四控制模式包括：

以PV电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并在调制过程注入的三次共模电压为零。

另外，图4为本发明实施例中三次最小共模谐波线性注入示意图；其中，UDCfbk为直流母线电压值，UConvfbk为网侧逆变器电压值，调制比为Mouindex，三次最小共模谐波注入算法为CM3rdinj，SPWM/SVPWM为正弦波脉冲宽度调制/空间适量脉冲宽度调制。

可见，通过上述步骤，本发明实施例根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式的过程中充分考虑了输入PV电压，网侧逆变器电压与系统工作状态，来实现减小共模漏电流与降低直流母线电压，提高了系统效率，很好的实现了本发明的目的。

另外，需要说明的是，上述本发明实施例提供的一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法，适用于如图5所示的三相T型三电平逆变器，图6所示的三相I型三电平逆变器，图7所示的三相两电平逆变器，图8所示的三相多电平逆变器，不仅减小了逆变器输出共模电压，还减小了逆变器的共模漏电流满足安规要求，并提高了系统效率。

如图9所示，本发明实施例提供了一种光伏逆变器漏电流调节抑制装置，技术方案包括：

控制模块900，用于根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，其中，所述控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；

执行模块901，用于根据确定的所述控制模式，对光伏系统中的共模漏电流进行控制。

具体的说，如图10所示，本发明实施例中的所述控制模块可以进一步包括：

第一判断单元1011，用于确定PV电压是否大于网侧逆变器电压起主导作用；

第一确定单元1012，用于在确定PV电压大于网侧逆变器电压起主导作用时，选择第一控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第一控制模式包括：

以网侧逆变器电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并在调制过程中注入六分之一倍三次共模电压分量。

进一步的，所述控制模块还可以包括：

第二判断单元1013，在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压时，用于确定共模漏电流是否大于安全规范要求；

第二确定单元1014，用于在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，且共模漏电流大于安全规范要求时，选择第三控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第三控制模式包括：

以共模漏电流作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行闭环控制，并提高母线电压以减小三次共模电压。

进一步的，所述控制模块还可以包括：

第三判断单元1015，在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，且共模漏电流小于或等于安全规范要求时，用于确定调制比是否小于1；

第三确定单元1016，用于在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，共模漏电流小于或等于安全规范要求，且调制比大于等于1时，选择第二控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第二控制模式包括：

以PV电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并提高母线电压以减小三次共模电压。

进一步的，所述第三确定单元1016还用于：

在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，共模漏电流小于或等于安全规范要求，且调制比小于1时，选择第四控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第四控制模式包括：

以PV电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并在调制过程注入的三次共模电压为零。

需要说明的是，本发明图9或图10所示的装置实施例是基于图2所示的方法实施例获得的，包含了与所述方法实施例相同或相应的技术特征，并且图9或图10所述装置的各个模块的功能与图2方法实施例中各步骤的技术方案存在对应关系，因此在本实施例中不对技术方案具体说明。

本发明实施例提供的一种光伏逆变器漏电电流调节抑制装置，根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式的过程中充分考虑了输入PV电压，网侧逆变器电压与系统工作状态，来实现减小共模漏电流与降低直流母线电压，提高了系统效率，很好的实现了本发明的目的。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法，其特征在于，包括：

根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，其中，所述控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；

根据确定的所述控制模式，对光伏系统中的共模漏电流进行控制；

所述根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，包括：

在光伏电池电压PV电压大于网侧逆变器电压起主导作用时，选择第一控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第一控制模式包括：

以网侧逆变器电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并在调制过程中注入六分之一倍三次共模电压分量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在PV电压小于或等于网侧逆变器电压，且共模漏电流大于安全规范要求时，选择第三控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第三控制模式包括：

以共模漏电流作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行闭环控制，并提高母线电压以减小三次共模电压。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在PV电压小于或等于网侧逆变器电压，共模漏电流小于或等于安全规范要求，且调制比大于等于1时，选择第二控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第二控制模式包括：

以PV电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并提高母线电压以减小三次共模电压。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在PV电压小于或等于网侧逆变器电压，共模漏电流小于或等于安全规范要求，且调制比小于1时，选择第四控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第四控制模式包括：

以PV电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并在调制过程注入的三次共模电压为零。

5.一种光伏逆变器漏电流调节抑制装置，其特征在于，包括：

控制模块，用于根据光伏系统工作状态，确定预定的控制模式，其中，所述控制模式包括母线电压的主导控制量以及共模电压的注入方式；

执行模块，用于根据确定的所述控制模式，对光伏系统中的共模漏电流进行控制；

所述控制模块包括：

第一判断单元，用于确定PV电压是否大于网侧逆变器电压起主导作用；

第一确定单元，用于在确定PV电压大于网侧逆变器电压起主导作用时，选择第一控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第一控制模式包括：

以网侧逆变器电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并在调制过程中注入六分之一倍三次共模电压分量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块还包括：

第二判断单元，在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压时，用于确定共模漏电流是否大于安全规范要求；

第二确定单元，用于在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，且共模漏电流大于安全规范要求时，选择第三控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第三控制模式包括：

以共模漏电流作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行闭环控制，并提高母线电压以减小三次共模电压。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述控制模块还包括：

第三判断单元，在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，且共模漏电流小于或等于安全规范要求时，用于确定调制比是否小于1；

第三确定单元，用于在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，共模漏电流小于或等于安全规范要求，且调制比大于等于1时，选择第二控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第二控制模式包括：

以PV电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并提高母线电压以减小三次共模电压。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元还用于：

在确定PV电压小于或等于网侧逆变器电压，共模漏电流小于或等于安全规范要求，且调制比小于1时，选择第四控制模式对所述共模漏电流进行控制；

所述第四控制模式包括：

以PV电压作为母线电压的主导控制量，对共模漏电流进行开环控制，并在调制过程注入的三次共模电压为零。