CN104124701B - 一种光伏并网逆变器直流分量抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏并网逆变器直流分量抑制方法，属于光伏逆变器并网控制技术领域。本发明首先对逆变器停机状态下电压、电流采样通道进行零漂校正，然后在逆变器运行状态下通过采样三相电流在多个开关周期内的平均值来获取输出电流的直流分量，利用PI控制器对直流分量进行无差控制，然后将无差控制后得到结果叠加到光伏逆变器的调制波上，并将叠加后的调制波与载波进行比较得到调整后的开关驱动信号；最后用调整后的开关驱动信号控制逆变器，使逆变器并网电流的直流分量减少，从而实现对光伏并网逆变器并网电流直流分量的抑制。本发明所述的抑制方法实现简单、控制方便、不增加系统的硬件成本、并且不影响逆变器输出的电能质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏并网逆变器直流分量抑制方法，属于光伏逆变器并网控制技术领域。
背景技术
近年来，光伏产业发展迅速，在电力供应中扮演的角色逐渐突显，越来越多的光伏发电系统接入到电网中，对传统的电网提出了新的挑战，同时也对光伏发电并网控制技术有了更高的要求，光伏发电系统并网前输出高质量的电流才能保证光伏逆变器对电网的不利影响减小到最小。对于输出无隔离变压器的逆变器而言，其输出电流的直流分量会注入电网，严重时会对电网设备产生不良影响，如引发变压器或互感器饱和、变电所接地网腐蚀等问题，因此目前光伏逆变器均要求具备一定的输出电流直流分量抑制能力。
目前，现有抑制三相直流分量一种可能的方法是在逆变器中加入一个隔直电容，但由于该隔直电容在50Hz频率处需呈现低阻，因此，必须选用容值较大的电容，而容值较大的电容不但增加了系统的成本，而且还降低了系统整机效率。另一种抑制直流分量的最简单方法是在并网逆变器和电网之间连接一个工频变压器，但工频变压器体积大、功耗大且成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏并网逆变器直流分量抑制方法，以解决现有直流分量抑制过程中所带来的成本高以及效率低的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种光伏并网逆变器直流分量抑制方法，该直流分量抑制方法包括以下步骤：
1)采集逆变器运行状态下至少两个工频周期内的并网三相电流，计算其平均值，并以该平均值作为并网电流的三相直流分量；
2)利用PI控制对得到的三相直流分量进行0无差控制；
3)将无差控制后得到结果叠加到光伏逆变器的调制波上，并将叠加后的调制波与载波进行比较得到调整后的开关驱动信号；
4)用调整后的开关驱动信号控制逆变器，使逆变器并网电流的直流分量减少，从而实现对光伏并网逆变器并网电流直流分量的抑制。
所述的直流分量抑制方法还包括在逆变器停机状态下对电压、电流采样通道进行零漂校正的过程，以减小控制系统反馈通道因零点漂移引起的直流分量。
所述的直流分量抑制方法还包括依据实测直流分量抑制效果对直流分量无差控制结果进行限幅的过程。
本发明的有益效果是：本发明首先对逆变器停机状态下电压、电流采样通道进行零漂校正，然后在逆变器运行状态下通过采样三相电流在多个开关周期内的平均值来获取输出电流的直流分量，利用PI控制器对直流分量进行无差控制，然后将直流分量抑制控制器的输出引入到SVPWM的调制波上从而实现对输出直流分量的抑制。考虑到电压、电流采样通道零点漂移对逆变器输出直流分量的影响，本发明对采样通道进行零漂校正以减小控制系统反馈通道零点漂移对输出电流直流分量的影响。通过多个工频周期电流的平均值来获取输出电流直流分量，该直流分量获取方法简单易操作。利用PI控制器对直流分量进行0无差控制，并对控制器输出进行限幅，从而避免因直流分量抑制对逆变器正常控制造成影响。将直流分量抑制控制器的输出直接引入到SVPWM调制波上通过调整开关驱动信号实现对直流分量的抑制，该方法简单、易行、实用性强。
附图说明
图1是基于旋转变换光伏逆变器控制框图；
图2是本发明光伏并网逆变器直流分量抑制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明中的光伏逆变器为基于三相半桥拓扑的光伏逆变器，通过AD芯片读取三相电流、三相电压以及直流电压、直流电流，在传统逆变器控制结构上无需增加其他传感器如图1所示，控制各子模块对应的光伏阵列处于最大功率跟踪控制(MPPT)下，将逆变器直流电压的实测值udc与直流电压的参考值udc*的偏差进行调节得到有功电流的参考值id*，对逆变器并网电流进行dq变换，将三相电流变换到静止坐标系，得到d、q轴电流分量id和iq，再将得到电流分量id和iq分别与有功电流的参考值id*和无功电流的参考值iq*做差后进行PI调节，并将PI调节后的结果从静止坐标下转换到旋转坐标系下，进行SVPWM波调制，并将得到的SVPWM调制波与载波进行比较来获取逆变器的开关驱动信号，从而实现对逆变器的驱动控制。本发明在上述光伏逆变器并网控制的基础上进行直流抑制，光伏并网逆变器直流分量抑制方法的具体流程如图2所示，具体实施方式如下：
1.停机状态获取电压、电流采样通道的采样值，参照获取的采样值对电压、电流采样通道进行零漂校正，校正后的电压、电流采样通道采样值应在接近0。该步骤是考虑到电压、电流采样通道零点漂移对逆变器输出直流分量的影响，先对采样通道进行零漂校正可以减小控制系统反馈通道零点漂移对输出电流直流分量的影响。
2.在逆变器运行状态采集并网电流，求取至少两个工频周期电流的平均值来获取输出电流的直流分量，本实施例以四个工频周期为例，如图1所示。无需增加任何用于直流分量检测的硬件设备即可满足抑制直流分量控制系统的需要。
3.将获取的直流分量和目标值0进行比较得到误差值，利用PI控制器进行0无差控制。
4.依据实测直流分量抑制效果对直流分量抑制控制器输出进行限幅，以避免因直流分量抑制对逆变器正常控制造成影响。
5.将直流分量抑制控制器输出直接引入到SVPWM调制波上，并将加载后的调制波与载波进行比较来获取调整过的开关驱动信号。
6.依据调整后的开关驱动信号控制逆变器，使逆变器输出电流的直流分量减少，从而实现对光伏并网逆变器直流分量的抑制。
Claims (3)
1.一种光伏并网逆变器直流分量抑制方法，其特征在于，该直流分量抑制方法包括以下步骤：
1)采集逆变器运行状态下至少两个工频周期内的并网三相电流，计算其平均值，并以该平均值作为并网电流的三相直流分量；
2)将获取的直流分量和目标值0进行比较得到误差值，利用PI控制对得到的三相直流分量进行0无差控制；
3)将无差控制后得到结果叠加到光伏逆变器的调制波上，并将叠加后的调制波与载波进行比较得到调整后的开关驱动信号；
4)用调整后的开关驱动信号控制逆变器，使逆变器并网电流的直流分量减少，从而实现对光伏并网逆变器并网电流直流分量的抑制。
2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器直流分量抑制方法，其特征在于，所述的直流分量抑制方法还包括在逆变器停机状态下对电压、电流采样通道进行零漂校正的过程，以减小控制系统反馈通道因零点漂移引起的直流分量。
3.根据权利要求1或2所述的光伏并网逆变器直流分量抑制方法，其特征在于，所述的直流分量抑制方法还包括依据实测直流分量抑制效果对直流分量无差控制结果进行限幅的过程。
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