单相并网逆变器无功调节方法、系统和计算机存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种单相并网逆变器无功调节方法、系统和计算机存储介质。所述方法包括控制单相并网逆变器进入并网运行状态，并基于电网电压、电网电流、单位余弦信号和单位正弦信号分别计算电网电压余弦分量、电网电压正弦分量、电网电流余弦分量、电网电流正弦分量；基于所述电网电压余弦分量、所述电网电压正弦分量、所述电网电流余弦分量、所述电网电流正弦分量分别计算有功功率和无功功率；基于所述有功功率和所述无功功率的正负判断所述有功功率和所述无功功率的类型；基于所述无功功率调节或补偿所述单相并网逆变器。本发明专利技术可以准确计算无功功率，且易于实现、运算简单且能区分无功功率类型，还可以提高功率因数的调节精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
单相并网逆变器无功调节方法、系统和计算机存储介质


[0001]本专利技术涉及电力参数计量领域，更具体地说，涉及一种单相并网逆变器无功调节方法、系统和计算机存储介质。

技术介绍

[0002]在并网逆变器应用领域，对无功功率的准确计算以及功率因数的精确调节是衡量并网逆变器性能的一个重要指标。目前，因无功功率难以快速准确地计算，对无功功率补偿或功率因数调节，一般还是采用开环无功功率控制策略，其实现原理相对简单，即通过纯粹的人工测试得到各功率等级的无功功率补偿数据，再根据该数据进行开环补偿。但是，该方式对逆变器硬件参数敏感，无功功率控制误差大，并难以适应需要功率因数调节的应用场合。
[0003]在单相并网系统中，无功功率计算方案主要有两类。第一类通过坐标变换计算有功功率与无功功率：首先，对电网电压、电网电流分别构造虚拟的β轴，得到电网电压、电网电流αβ坐标变换参数，或再经dq变换得到相应的dq坐标参数；然后，根据αβ坐标参数或dq坐标参数计算有功功率和无功功率。该方案需要构造单相虚拟坐标系，极耗芯片资源且运算复杂。第二类是利用视在功率和有功功率，计算无功功率。第二类方案无法判断无功功率的类型，难以闭环实现功率因数的超前或滞后。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种单相并网逆变器无功调节方法和计算机存储介质，其通过简单的计算方法就可以准确获得无功功率，而通过利用该无功功率可以提高功率因数的调节精度。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种单相并网逆变器无功调节方法，包括：
[0006]S1、控制单相并网逆变器进入并网运行状态，并基于电网电压、电网电流、单位余弦信号和单位正弦信号分别计算电网电压余弦分量、电网电压正弦分量、电网电流余弦分量、电网电流正弦分量；
[0007]S2、基于所述电网电压余弦分量、所述电网电压正弦分量、所述电网电流余弦分量、所述电网电流正弦分量分别计算有功功率和无功功率；
[0008]S3、基于所述有功功率和所述无功功率的正负判断所述有功功率和所述无功功率的类型；
[0009]S4、基于所述无功功率调节或补偿所述单相并网逆变器。
[0010]在本专利技术所述的单相并网逆变器无功调节方法中，所述步骤S1进一步包括：
[0011]S11、采集电网电压和电网电流，以提取与所述电网电压同频率的单位余弦信号cosωt与单位正弦信号sinωt或提取单相电网电压通过锁相环输出的与所述电网电压同频率同相位的单位余弦信号cosωt以及与所述电网电压正交的单位正弦信号sinωt；
[0012]S12、基于所述电网电压和所述单位余弦信号cosωt计算所述电网电压余弦分量，并基于所述电网电压和所述单位正弦信号sinωt计算所述电网电压正弦分量；
[0013]S13、基于所述电网电流和所述单位余弦信号cosωt计算所述电网电流余弦分量，并基于所述电网电流和所述单位正弦信号sinωt计算所述电网电流正弦分量。
[0014]在本专利技术所述的单相并网逆变器无功调节方法中，在所述步骤S12中，基于以下等式计算所述电网电压余弦分量S
up
：
[0015][0016]∴
[0017]∴
[0018]∴
[0019]基于以下等式计算所述电网电压正弦分量S
uq
：
[0020][0021]∴
[0022]∴
[0023]∴
[0024]其中，电网电压其中U
Rms
为电网电压有效值，ω为电网电压角速度，为电网电压初相角，T＝2π/ω为电网电压周期。
[0025]在本专利技术所述的单相并网逆变器无功调节方法中，在所述步骤S13中，基于以下等式计算所述电网电流余弦分量S
ip
：
[0026][0027]∴
[0028]∴
[0029]∴
[0030]基于以下等式计算所述电网电流正弦分量S
iq
[0031][0032]∴
[0033]∴
[0034]∴
[0035]其中，电网电流其中I
Rms
为电网电流有效值，为电网电流初相角。
[0036]在本专利技术所述的单相并网逆变器无功调节方法中，在所述步骤S2中，基于以下等式计算有功功率P：
[0037][0038]∴
[0039]∴
[0040]∴P＝2
·
(S
up
·
S
ip
+S
uq
·
S
iq
)；
[0041]基于以下等式计算无功功率Q：
[0042][0043]∴
[0044]∴
[0045]∴Q＝2
·
(S
up
·
S
iq
‑
S
uq
·
S
ip
)。
[0046]在本专利技术所述的单相并网逆变器无功调节方法中，在所述步骤S3中，若所述有功功率P＞0，判定逆变器向电网馈电；若所述有功功率P＜0，逆变器消耗电网能量；若所述无功功率Q＞0，判定所述电网电压超前所述电网电流，电网消耗感性无功；若所述无功功率Q
＜0，判定所述电网电压滞后所述电网电流，电网消耗容性无功。
[0047]在本专利技术所述的单相并网逆变器无功调节方法中，当所述电网电压不经过锁相环处理时，所述电网电压余弦分量、所述电网电压正弦分量、所述电网电流余弦分量、所述电网电流正弦分量为一个周期内的平均值；当所述电网电压经过锁相环处理时，所述电网电压余弦分量、所述电网电压正弦分量、所述电网电流余弦分量、所述电网电流正弦分量为按照锁相环输出电网电压相角以360度为周期循环的平均值。
[0048]在本专利技术所述的单相并网逆变器无功调节方法中，所述步骤S4进一步包括：
[0049]S41、基于设置的功率因数参考值计算无功功率参考值，并基于所述无功功率参考值和所述无功功率做闭环PI以获得无功电流参考值；
[0050]S42、将所述无功电流参考值加入并网控制器以作用于电网电流内环，以调节或补偿所述单相并网逆变器。
[0051]本专利技术解决其技术问题采用的另一技术方案是构造一种单相并网逆变器无功调节系统，包括逆变电路和处理器，所述处理器中存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述的单相并网逆变器无功调节方法。
[0052]本专利技术解决其技术问题采用的另一技术方案是构造一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任意一种单相并网逆变器无功调节方法。
[0053]实施本专利技术的单相并网逆变器无功调节方法、系统和计算机存储介质，可以准确计算无功功率，且易于实现、运算简单且能区分无功功率类型，并便于推广；并且由于计算的无功功率准确，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相并网逆变器无功调节方法，其特征在于，包括：S1、控制单相并网逆变器进入并网运行状态，并基于电网电压、电网电流、单位余弦信号和单位正弦信号分别计算电网电压余弦分量、电网电压正弦分量、电网电流余弦分量、电网电流正弦分量；S2、基于所述电网电压余弦分量、所述电网电压正弦分量、所述电网电流余弦分量、所述电网电流正弦分量分别计算有功功率和无功功率；S3、基于所述有功功率和所述无功功率的正负判断所述有功功率和所述无功功率的类型；S4、基于所述无功功率调节或补偿所述单相并网逆变器。2.根据权利要求1所述的单相并网逆变器无功调节方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：S11、采集电网电压和电网电流，以提取与所述电网电压同频率的单位余弦信号cosωt与单位正弦信号sinωt或提取单相电网电压通过锁相环输出的与所述电网电压同频率同相位的单位余弦信号cosωt以及与所述电网电压正交的单位正弦信号sinωt；S12、基于所述电网电压和所述单位余弦信号cosωt计算所述电网电压余弦分量，并基于所述电网电压和所述单位正弦信号sinωt计算所述电网电压正弦分量；S13、基于所述电网电流和所述单位余弦信号cosωt计算所述电网电流余弦分量，并基于所述电网电流和所述单位正弦信号sinωt计算所述电网电流正弦分量。3.根据权利要求2所述的单相并网逆变器无功调节方法，其特征在于，在所述步骤S12中，基于以下等式计算所述电网电压余弦分量S
up
：：：：基于以下等式计算所述电网电压正弦分量S
uq
：：：
其中，电网电压其中U
Rms
为电网电压有效值，ω为电网电压角速度，为电网电压初相角，T＝2π/ω为电网电压周期。4.根据权利要求3所述的单相并网逆变器无功调节方法，其特征在于，在所述步骤S13中，基于以下等式计算所述电网电流余弦分量S
ip
：：：：基于以下等式计算所述电网电流正弦分量S
iqiqiqiq
其中，电网电流其中I
Rms
为电网电流有效值，为电网电流初相角。5.根据权利要求4所述的单相并网逆变器无功调节方法，其特征在于，在所述步骤S2中，基于以下等式计算有功功率P：中，基于以下等式计算有功功率P：中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡咸兵，任祖德，邓礼宽，
申请(专利权)人：深圳市优优绿能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：