一种光伏并网逆变器的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种光伏并网逆变器的控制方法，通过判断光伏阵列的输出电压和预设范围的关系，控制光伏阵列与并网逆变器连接开关的开闭，并根据光伏阵列的工况，获取并网逆变器的有功电流指令值和相应的无功电流指令值，将获取的并网逆变器的有功电流指令值和相应的无功电流指令值经过相应的变换、调节及计算，获取控制并网逆变器开关通断的PWM信号。根据光伏阵列不同的工况，实现并网逆变器在仅输出光伏阵列的有功功率、输出光伏阵列的有功功率及交流母线侧所需的部分无功功率和仅作为无功功率补偿器三种不同的模式下切换运行，避免了并网逆变器不能满载甚至空载的情况，从而提高了逆变器的利用率，并提高交流侧电压的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电工
，特别是涉及一种光伏并网逆变器的控制方法。
技术介绍
随着传统能源的日益枯竭，分布式光伏发电系统已成为电力能源中的重要组成部分。在并网光伏发电系统中，利用并网逆变器将光伏阵列的直流电转换为与电网电压频率相同的交流电。光伏并网逆变器的额定容量与光伏组件的标称功率相匹配，为了能将光伏组件的标称功率输出至负载，在并网逆变器的控制器中，通常将无功电流的给定值设置为零，即输出电流和电压同相位，功率因数为1。然而，光伏阵列是一种不稳定的电源，其输出功率会受到太阳光照强度和环境温度的影响，具有随机性、非线性和不可控等特点，在理想天气和环境温度下才能达到其标称功率，因而并网逆变器实际输出功率小于其额定容量。通常情况下，传统的光伏发电系统中，并网逆变器仅输出光伏阵列的有功功率；当光照不足时，并网逆变器不能满载；当无光照时，并网逆变器则空载。这严重的影响了并网逆变器的运行效率。此外，光伏发电系统仅向负载提供有功功率，不足部分由电网提供，同时电网还提供负载所需的无功功率，如果电网提供的无功功率不足，则会引起交流母线电压下降，反之，交流母线电压升高。因而，如何改变并网逆变器仅输出有功功率的单一运行模式，使其能在满载下运行，提高逆变器的利用率，同时能够实现交流侧电压的稳定控制，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供光伏并网逆变器的控制方法，能够改变并网逆变器仅输出有功功率的单一运行模式，使其能在满载下运行，提高逆变器的利用率，同时能够实现交流侧电压的稳定控制。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种光伏并网逆变器的控制方法，包括：步骤1：实时检测光伏阵列的输出电压；步骤2：判断所述光伏阵列的输出电压是否处于预设范围内；步骤3：若所述光伏阵列的输出电压处于预设范围内，则闭合光伏阵列与并网逆变器的连接开关；步骤4：根据光伏阵列的工况，获取并网逆变器的有功电流指令值；步骤5：判断所述并网逆变器的有功电流指令值是否不小于并网逆变器额定电流的预设倍数；步骤6：若所述并网逆变器的有功电流指令值不小于并网逆变器额定电流的预设倍数，则判定并网逆变器无功电流指令值为零；步骤7：若所述并网逆变器的有功电流指令值小于并网逆变器额定电流的预设倍数，则对并网逆变器交流侧母线电压有效值与参考电压比较所得的误差电压进行比例积分调节及限幅，得到并网逆变器的无功电流指令值；步骤8：若所述光伏阵列的输出电压不处于预设范围内，则断开光伏阵列与并网逆变器的连接开关；步骤9：对并网逆变器直流侧电压与参考直流电压比较所得的误差电压进行比例积分调节，得到并网逆变器的有功电流指令值；步骤10：对并网逆变器交流侧母线电压有效值与参考电压比较所得的误差电压进行比例积分调节及限幅，得到并网逆变器的无功电流指令值；步骤11：将所得有功电流指令值和无功电流指令值进行abc/dq变换及双闭环调节，获得d轴电压指令值和q轴电压指令值；步骤12：将所述d轴电压指令值和q轴电压指令值进行dq/abc变换，获得三相PWM参考正弦电压；步骤13：将所述三相PWM参考正弦电压经预设算法进行计算，得到控制并网逆变器开关通断的PWM信号。优选的，判断所述并网逆变器的有功电流指令值是否不小于并网逆变器额定电流的预设倍数为：判断所述并网逆变器的有功电流指令值是否不小于倍的并网逆变器额定电流。优选的，并网逆变器交流侧母线电压有效值的计算方法为：Us2=Usa2+Usb2+Usc23,]]>其中，Us为电网相电压有效值，即并网逆变器交流侧母线相电压有效值；Usa、Usb和Usc为交流母线三相相电压瞬时值。优选的，若所述并网逆变器的有功电流指令值小于并网逆变器额定电流的预设倍数，则并网逆变器的无功电流指令限幅值的计算方法为：Iq*≤(3×IN)2-(Id*)2,]]>其中，为无功电流指令值，IN为并网逆变器额定电流，为并网逆变器有功电流指令值。优选的，对并网逆变器交流侧母线电压有效值与参考电压比较所得的误差电压进行比例积分调节及限幅之前包括：交流侧母线电压通过并网逆变器中的反并联二极管反充电，获得并网逆变器直流侧预充电电压。优选的，将所得有功电流指令值和无功电流指令值进行abc/dq变换的具体计算方法为：将三相abc固定坐标系变换到二相d-q同步旋转坐标系，电压矢量的位置定位在d-q同步旋转坐标系中的d轴上，超前90电角度的位置定位q轴，变换矩阵为：式中，θ为综合电压矢量u与α轴夹角，α轴与三相abc固定坐标系中的a轴重合，从而可得反馈电压：uduq=uaubuc=3u10,]]>采用同样的方法，可得反馈电流：idiq=ciaibic.]]>优选的，所述双闭环调节为：采用光伏并网逆变器并网反馈电流和电容反馈电流双闭环控制，对并网反馈电流、电容反馈电流以及有功电流指令和无功电流指令进行双闭环调节。优选的，采用LCL型滤波器对并网逆变器进行双闭环调节。优选的，所述获取并网逆变器的有功电流指令值为：采用最大功率点跟踪太阳能控制器控制光伏阵列的输出功率，获取所述太阳能控制器给定的并网逆变器有功电流指令值。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：本专利技术实施例所提供的光伏并网逆变器的控制方法，当光伏阵列的输出电压处于预设范围内，且并网逆变器的有功电流指令值大于或者等于并网逆变器额定电流的预设倍数时，并网逆变器仅输出光伏阵列的有功功率；当并网逆变器的有功电流指令值小于并网逆变器额定电流的预设倍数时，并网逆变器输出光伏阵列的有功功率和交流母线侧所需的部分无功功率；当光伏阵列的输出电压不处于预设范围内时，并网逆变器作为无功功率补偿器运行。改变了并网逆变器仅能输出有功功率的单一运行模式，使其能够根据不同的工况，在仅输出光伏阵列的有功功率、输出光伏阵列的有功功率及交流母线侧所需的部分无功功率和仅作为无功功率补偿器三种不同的模式下切换运行，避免了并网逆变器不能满载甚至空载的情况，从而提高了逆变器的利用率。当并网逆变器输出无功功率时，对并网逆变器交流侧母线电压有效值与参考电压比较所得的误差电压进行比例积分调节及限幅，提高了交流侧电压的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于，包括：步骤1：实时检测光伏阵列的输出电压；步骤2：判断所述光伏阵列的输出电压是否处于预设范围内；步骤3：若所述光伏阵列的输出电压处于预设范围内，则闭合光伏阵列与并网逆变器的连接开关；步骤4：根据光伏阵列的工况，获取并网逆变器的有功电流指令值；步骤5：判断所述并网逆变器的有功电流指令值是否不小于并网逆变器额定电流的预设倍数；步骤6：若所述并网逆变器的有功电流指令值不小于并网逆变器额定电流的预设倍数，则判定并网逆变器无功电流指令值为零；步骤7：若所述并网逆变器的有功电流指令值小于并网逆变器额定电流的预设倍数，则对并网逆变器交流侧母线电压有效值与参考电压比较所得的误差电压进行比例积分调节及限幅，得到并网逆变器的无功电流指令值；步骤8：若所述光伏阵列的输出电压不处于预设范围内，则断开光伏阵列与并网逆变器的连接开关；步骤9：对并网逆变器直流侧电压与参考直流电压比较所得的误差电压进行比例积分调节，得到并网逆变器的有功电流指令值；步骤10：对并网逆变器交流侧母线电压有效值与参考电压比较所得的误差电压进行比例积分调节及限幅，得到并网逆变器的无功电流指令值；步骤11：将所得有功电流指令值和无功电流指令值进行abc/dq变换及双闭环调节，获得d轴电压指令值和q轴电压指令值；步骤12：将所述d轴电压指令值和q轴电压指令值进行dq/abc变换，获得三相PWM参考正弦电压；步骤13：将所述三相PWM参考正弦电压经预设算法进行计算，得到控制并网逆变器开关通断的PWM信号。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1：实时检测光伏阵列的输出电压；
步骤2：判断所述光伏阵列的输出电压是否处于预设范围内；
步骤3：若所述光伏阵列的输出电压处于预设范围内，则闭合光
伏阵列与并网逆变器的连接开关；
步骤4：根据光伏阵列的工况，获取并网逆变器的有功电流指令
值；
步骤5：判断所述并网逆变器的有功电流指令值是否不小于并网
逆变器额定电流的预设倍数；
步骤6：若所述并网逆变器的有功电流指令值不小于并网逆变器
额定电流的预设倍数，则判定并网逆变器无功电流指令值为零；
步骤7：若所述并网逆变器的有功电流指令值小于并网逆变器额
定电流的预设倍数，则对并网逆变器交流侧母线电压有效值与参考电
压比较所得的误差电压进行比例积分调节及限幅，得到并网逆变器的
无功电流指令值；
步骤8：若所述光伏阵列的输出电压不处于预设范围内，则断开
光伏阵列与并网逆变器的连接开关；
步骤9：对并网逆变器直流侧电压与参考直流电压比较所得的误
差电压进行比例积分调节，得到并网逆变器的有功电流指令值；
步骤10：对并网逆变器交流侧母线电压有效值与参考电压比较所
得的误差电压进行比例积分调节及限幅，得到并网逆变器的无功电流
指令值；
步骤11：将所得有功电流指令值和无功电流指令值进行abc/dq
变换及双闭环调节，获得d轴电压指令值和q轴电压指令值；
步骤12：将所述d轴电压指令值和q轴电压指令值进行dq/abc
变换，获得三相PWM参考正弦电压；
步骤13：将所述三相PWM参考正弦电压经预设算法进行计算，
得到控制并网逆变器开关通断的PWM信号。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，判断所述并

\t网逆变器的有功电流指令值是否不小于并网逆变器额定电流的预设倍
数为：
判断所述并网逆变器的有功电流指令值是否不小于倍的并网
逆变器额定电流。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，并网逆变器
交流侧母线电压有效值的计算方法为：
Us...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永艳，陈伟，梁洪，龙飞跃，努尔扎提热苏里，龚世缨，
申请(专利权)人：海南金盘电气有限公司，桂林君泰福电气有限公司，
类型：发明
国别省市：海南;66