本发明专利技术提供一种提高单相光伏逆变器对弱电网的适应性的控制方法及系统，将并网点电压反馈信号进行处理后叠加至电流调节器的输出，补偿采样和控制延迟，实现对并网点电压反馈信号的相位校正，提高了单向光伏逆变器对弱电网的适应性，从而实现逆变器在弱电网下的稳定运行。一种提高单相光伏逆变器对弱电网的适应性的控制方法，包括如下步骤：S1、获取并网点的电压反馈信号和电感电流，电压反馈信号的采样延迟传递函数分别为，电感电流的采样延迟传递函数为；S2、将反馈信号代入电流调节器得到调节信号；S3、将反馈信号代入相位调节器得到调节信号；S4、将和相加得到调制信号，并送入PWM生成器，产生逆变器各开关管的PWM驱动信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单相光伏并网逆变器的数字控制方法及系统，具体是通过构建相位调节器来实现网侧的有源阻尼控制，可有效提高逆变器对弱电网的适应性，在电网阻抗宽范围变化依然可靠并网，满足并网标准。
技术介绍
以风能与太阳能为代表的分布式发电系统作为可再生能源利用的主要方式之一，既能支配现有电网的经济运行，又清洁环保，在电力系统的应用比重日益增加。随着分布式电源并网数量、并网功率的增加及分布位置的广泛，电网越来越呈现出弱电网的特性：电网阻抗不可忽略，且随电网运行方式变化。这种电网阻抗变化特性将导致逆变器控制系统的环路增益变化，逆变器并网电流出现振荡甚至不稳定。其中，单相光伏并网逆变器因其较小体积、低廉的价格和相对灵活的便携性与组网特性，越来越受到家庭、商业和小型电站的青睐。单相光伏并网逆变器受其体积与成本限制，并网功率一般在5kW以下，开关频率为20kHz左右，常采用LC型网侧滤波器。图1为现有单相光伏逆变器控制系统的结构图，包括直流电源1、逆变桥2、LC滤波器3、公共电网4、电流控制器5、PWM生成器6。其中，逆变器2由开关管T1~T4和续流二极管D1~D4组成；LC滤波器由滤波电感 和滤波电容组成；公共电网由电网阻抗Zg和电网电压源Vg组成；为电感电流传感器；为并网点电压传感器。和分别为并网点电压和电感电流硬件采样处理电路等效传递函数，一般为一阶低通滤波器，根据和得到并网点电压反馈信号和电感电流反馈信号。电流控制器5利用传感器采集到的并网点电压经过软件锁相环SPLL得到并网点电压相位，与电感电流基准一起构成电感电流的参考；与此同时，电流的参考与传感器采集到的电感电流进行闭环调节，具体的控制过程将结合图2进行说明。为了抑制网侧滤波器与公共电网阻抗形成LCL谐振尖峰，电流控制器5引入了并网点电压前馈解耦，实现有源阻尼控制。图2为图1所示的单相逆变器的控制框图，其中，为采用数字控制所引入的采样延迟和PWM调制延迟，一般为1.5的采样周期；、和Zg分别为滤波电感、滤波电容和电网阻抗；Kpwm为桥路增益。从图中可知，电感电流参考减去电感电流反馈信号得到电感电流误差信号，该误差信号经过调节器后，与并网点电压反馈信号相加，共同构成了调制信号；该调制信号经过PWM生成器，得到逆变桥各开关管的驱动信号，进而得到逆变器输出电压,通过调节逆变器输出电压使得电感电流跟踪电感电流参考。从图2中可以看出，由于前馈通道低通滤波器延时和数字控制延时的存在，并网点电压反馈信号与并网点电压以及调制信号和逆变桥输出电压间均存在着相位延迟，尤其是高频段部分延迟更为严重，因此在采用并网点电压反馈信号前馈进行有源阻尼控制时，其谐振抑制效果将会受到影响，在市电阻抗变化，甚至导致过流等宕机现象。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种提高单相光伏逆变器对弱电网的适应性的控制方法及系统，该控制方法将并网点电压反馈信号进行处理后叠加至电流调节器的输出，补偿采样和控制延迟，实现对并网点电压反馈信号的相位校正，提高了单向光伏逆变器对弱电网的适应性，从而实现逆变器在弱电网下的稳定运行。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案是：一种提高单相光伏逆变器对弱电网的适应性的控制方法，包括如下步骤：S1、获取并网点的电压反馈信号和电感电流，电压反馈信号的采样延迟传递函数分别为，电感电流的采样延迟传递函数为；S2、将反馈信号代入电流调节器得到调节信号；S3、将反馈信号代入相位调节器得到调节信号；S4、将和相加得到调制信号，并送入PWM生成器，产生逆变器各开关管的PWM驱动信号。优选地，步骤S1中，通过电压传感器获取所述电压反馈信号；和/或，通过电流传感器获取所述电感电流。优选地，步骤S2包括：S21、根据所述电压反馈信号得到电网电压相位，再根据所述电网电压相位以及电流参考基准，由下式（1）得到电感电流参考， （1）；S22、根据下式（2）将电感电流参考和电感电流反馈信号相减，经过电流调节器得到调节信号， （2）。优选地，步骤S3包括：S31、并网点电压反馈信号经过相位调节函数，得到输出信号，的如下式（3）所示， （3）其中，为相位调节函数增益，为相位调节函数初始角频率，为相位调节函数结束角频率，，s为拉普拉斯算子；S32、并网点电压反馈信号经过增益补偿函数，得到输出信号，如下式（5）所示， （5）其中，为增益补偿函数选频带宽系数，为增益补偿函数选频角频率，为增益补偿函数增益；S33、根据输出信号和，由下式（7）得到相位调节器输出信号， （7）。更优选地，步骤S31中，由下式（4）得到输出信号， (4)步骤S32中，由下式（6）得到输出信号， (6)。本专利技术采用的又一技术方案是：一种提高单相光伏逆变器对弱电网的适应性的控制系统，包括：电压采样模块，用于获取并网点的电压反馈信号；电流采样模块，用于获取并网点的电流反馈信号；电流控制器，用于根据电压反馈信号得到的电网电压相位以及电流参考基准得到电感电流参考，并将电感电流参考和电感电流反馈信号相减，经过电流调节得到调节信号；PWM生成器，用于产生逆变器各开关管的PWM驱动信号；该控制系统还包括：相位调节器，用于对并网点电压反馈信号进行相位校正得到调节信号；所述电流控制器还用于将调节信号和所述调节信号相叠加得到调制信号并送入所述PWM生成器。优选地，所述相位调节器包括：第一相位调节模块，用于对并网点电压反馈信号进行相位调节得到输出信号；第二相位调节模块，用于对并网点电压反馈信号进行增益补偿得到输出信号；运算模块，用于将和相加得到调节信号。本专利技术采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：无需增加额外的电压或者电流传感器即可抑制网侧LCL型谐振尖峰；在电网阻抗较大范围变化时，控制系统仍然可以保持稳定，并保持较高的正弦度。该控制方法将并网点电压反馈信号进行处理后叠加至电流调节器的输出，补偿采样和控制延迟，实现对并网点电压反馈信号的相位校正，提高了单向光伏逆变器对弱电网的适应性，从而实现逆变器在弱电网下的稳定运行。附图说明图1为现有的单相光伏逆变器的控制系统示意图。图2为现有的单相光伏逆变器的控制框图。图3为本专利技术的单相光伏逆变器的控制系统示意图。图4为采用本专利技术所提供的控制方法的流程图。图5为采用现有控制方法的实验波形图。图6为采用本专利技术控制方法的实验波形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。参照图3所示，本专利技术的一种提高单相光伏逆变器对弱电网的适应性的控制系统，包括电压采样模块、电流采样模块、直流电源1、逆变桥2、LC滤波器3、公共电网4、电流控制器5、PWM生成器6、相位调节器7。其中，电压采用模块由并网点电压传感器和并网点电压采样处理电路组成，电流采样模块由电感电流传感器和电感电流采样处理电路组成，其中和一般为一阶低通滤波本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高单相光伏逆变器对弱电网的适应性的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取并网点的电压反馈信号和电感电流，电压反馈信号的采样延迟传递函数分别为，电感电流的采样延迟传递函数为；S2、将反馈信号代入电流调节器得到调节信号；S3、将反馈信号代入相位调节器得到调节信号；S4、将和相加得到调制信号，并送入PWM生成器，产生逆变器各开关管的PWM驱动信号。
【技术特征摘要】
1.一种提高单相光伏逆变器对弱电网的适应性的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取并网点的电压反馈信号和电感电流，电压反馈信号的采样延迟传递函数分别为，电感电流的采样延迟传递函数为；S2、将反馈信号代入电流调节器得到调节信号；S3、将反馈信号代入相位调节器得到调节信号；S4、将和相加得到调制信号，并送入PWM生成器，产生逆变器各开关管的PWM驱动信号。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，通过电压传感器获取所述电压反馈信号；和/或，通过电流传感器获取所述电感电流。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S2包括：S21、根据所述电压反馈信号得到电网电压相位，再根据所述电网电压相位以及电流参考基准，由下式（1）得到电感电流参考， （1）；S22、根据下式（2）将电感电流参考和电感电流反馈信号相减，经过电流调节器得到调节信号， （2）。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S3包括：S31、并网点电压反馈信号经过相位调节函数，得到输出信号，的如下式（3）所示， （3）其中，为相位调节函数增益，为相位调节函数初始角频率，为相位调节函数结束角频率，，s为拉普拉斯算子；S32、并网点电压反馈信号经过增益补偿函数，得到输出信号，如下式（5）所示， ...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小龙，廖小俊，舒成维，程进，蔡晓杰，姚佳雨，
申请(专利权)人：江苏兆伏爱索新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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