抑制光伏并网逆变器输出直流分量的控制方法，属于逆变并网控制技术领域，本发明专利技术是在抑制光伏并网逆变器输出电流直流分量中，解决采用大容量隔直电容系统成本高，采用工频变压器存在体积大、功耗大、价格高的问题而提出的。本发明专利技术方法采样并网电流，获取其含有的电流直流分量，分两部分进行抑制，第一部分：将采样误差引起的直流分量以负反馈的形式引入到并网电流给定中，第二部分：获取前一工频周期中每个开关周期调制信号的平均直流分量，并经ＰＩ调节后形成脉宽不平衡引起的直流分量，将其以负反馈的形式引入到初步调制信号中。经过上述两部分，最终形成抑制直流分量调制信号，获得用于驱动光伏并网逆变器四个开关管的ＰＷＭ驱动信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于逆变 并网控制
技术介绍
当今社会，能源已成为制约世界经济发展的关键问题之一。解决能源问题 的根本办法是开发利用环保型的新型可再生能源，其中太阳能发电就是很好的 发展方向。目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳能电池发出的电能给蓄 电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用 照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同(如12V、 24V、 48V等)，很难实现系 统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供 电的光伏电源很难作为商品进入市场。并网逆变器将直流电转化为交流电给电网，不用配置蓄电池，省掉蓄电池 的储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗， 降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负 载的电源，降低整个系统的负载缺电率，同时，可再生能源并网系统可以对公 用电网起到调峰作用。太阳能逆变器的种类很多，其中的无变压器隔离型单相全桥光伏并网逆变 器因为体积小、效率高、价格低在小功率光伏并网系统中广泛的应用。无变压器隔离型单相全桥光伏并网逆变器涉及的单相全桥主电路如图1所 示，其理想电路模型如图2所示，^W为光伏并网逆变器的直流输入电源。并网 逆变器实现控制光伏阵列模块运行于最大功率点和向电网注入正弦电流两大任 务。电感丄7、 i^除了滤除高频谐波外，还兼有平衡逆变器和电网之间电压差的作用。然而，此拓扑结构不能消除并网电流的直流分量。电网公司不希望将具有 较大输出直流分量的逆变器连接到电网上，因为，向电网注入直流分量可以使变电所变压器的工作点偏移，导致变压器饱和；增加电网电缆的腐蚀；导致高 的初级电流峰值，可能烧毁输入保险，引起断电；甚至可以增加谐波分量。现有技术中抑制直流分量的一种可能的方法是在逆变器中加入一个隔直电 容，然而，这个电容在50Hz频率处必须呈现低阻抗，因此，电容值会很大并且 增加了系统的成本。另一种抑制直流分量的最简单的方法是在并网逆变器和电 网之间连接一个工频变压器，但是工频变压器的体积大、功耗大、价格高。
技术实现思路
本专利技术的目的是在抑制光伏并网逆变器输出电流直流分量中，解决采用大 容量隔直电容系统成本高，采用工频变压器存在体积大、功耗大、价格高的问 题，提供了一种。本专利技术方法为采样获得光伏板的输出电压PW和电流^ ，所述电压JV和所述电流/^经过 最大功率点跟踪算法MPPT产生指令电压r;，所述指令电压K;减去所述电压 PW后形成电压差值，所述电压差值经过PI调节后产生并网指令电流幅值/"; 采样获得的交流并网电压vg经过锁相环调节产生信号sh^ ,所述信号sir^与所 述并网指令电流幅值/^/相乘产生指令电流4 ，所述指令电流(减去由采样误 差引起的直流分量/;w形成校正后指令电流/乙，所述校正后指令电流7l减去采 样获得的交流并网电流/g后形成电流差值，所述电流差值经PI调节后形成初步 调制信号 。，所述初步调制信号"，减去由脉宽不平衡引起的直流分量f/;形 成最终调制信号"sin ，根据所述最终调制信号"sin控制PWM调制获得用于驱动 光伏并网逆变器四个开关管的驱动信号，其中，由采样误差引起的直流分量；w的获取方法为步骤a、采样交流并网电流！》步骤b、获取所述交流并网电流/g中的直流分量/^ ;步骤c、对所述直流分量/—进行PI调节获得采样误差引起的直流分量4w ; 脉宽不平衡引起的直流分量f/"的获取方法为步骤1、获取前一工频周期内每个开关周期内的初步调制信号"^的平均直 流分量"-;步骤2、所述平均直流分量t/^经PI调节后获得脉宽不平衡引起的直流分本专利技术的优点本专利技术方法不用增加成本高的硬件结构，利用两个PI调节 环节抑制了采样误差引起的直流分量和脉宽不平衡引起的直流分量，有效的抑 制了光伏并网直流分量注入电网，实现简单，控制方便，成本低，效果明显， 采用本专利技术的方法能够将输出的直流分量控制在50mA以内。附图说明图1是
技术介绍
中无变压器隔离型单相全桥光伏并网逆变器涉及的单相全 桥主电路图，图2是图1的理想电路图，图3是本专利技术方法框图，图4是本发 明涉及的各参量波形图，图5是并网电压和电流波形实验效果图，图6是光伏 并网逆变器输出的直流分量曲线示意图，.图7是最大功率点跟踪法工作特性曲 线，图8是最大功率点跟踪法流程图。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图3至图8说明本实施方式，本实施方式方法为采样获得光伏板的输出电压fW和电流^ ，所述电压^W和所述电流/^经过 最大功率点跟踪算法MPPT产生指令电压F;，所述指令电压K,减去所述电压 ^后形成电压差值，所述电压差值经过PI调节后产生并网指令电流幅值/^ ; 采样获得的交流并网电压vg经过锁相环调节产生信号sine ，所述信号sit^与所述并网指令电流幅值/^相乘产生指令电流〈，所述指令电流c减去由采样误差引起的直流分量/;w形成校正后指令电流/二 ，所述校正后指令电流/:减去采 样获得的交流并网电流&后形成电流差值，所述电流差值经PI调节后形成初步 调制信号"￡。，所述初步调制信号^。"减去由脉宽不平衡引起的直流分量[/二形成最终调制信号"sin ，根据所述最终调制信号"sin控制PWM调制获得用于驱动 光伏并网逆变器四个开关管的驱动信号。如图3所示，图中所示为单相全桥光伏并网逆变器，主电路的单相全桥由 四个开关管(巧、FT2、盯3和^74)构成，光伏板输出的直流电压^W经逆变后 输出交流并网电流/g以供使用，为了有效提高太阳能板的工作效率，我们需要 控制太阳能板的输出，使太阳能板随时都能工作在其最大功率点。我们应用的最大功率点跟踪法(MPPT)为扰动观察法。其原理为通过光伏 阵列输出电压的扰动，来改变阵列输出功率i^，从而以输出功率的变化来判断 电压扰动方向是否正确。参见图7说明最大功率点跟踪法的工作原理首先，假定系统工作点在功 率上升曲线A点，此时电压扰动方向+AF，则下一个MPPT周期的光伏板输出 电压为<formula>formula see original document page 7</formula>。由于/V^4，说明电压扰动方向正确，继续保持原方向， 工作点从B点到C点。由于户^Ps，继续保持原扰动方向，工作点从C点到D 点，而此时功率点在下降曲线上，由于尸c〉尸d，说明电压扰动方向为功率下降 方向，则扰动方向反向为-AF，工作点从D点到C点。同理，系统工作点在B 点、C点、D点之间徘徊，保持寻优过程。上述最大功率点跟踪法MPPT的工作流程如图8所示，具体过程为步骤一、计算当前周期光伏板输出功率/VK&)，<formula>formula see original document page 7</formula>其中， f^(fc)为当前周期光伏板输出的直流电压，；()fc)为当前周期光伏板输出的直流 电流；步骤二、判断当前周期光伏板输出功率i^^)是否大于上一周期光伏板输出 功率/V^^-l)，判断结果为是，执行本文档来自技高网...
【技术保护点】
抑制光伏并网逆变器输出直流分量的控制方法，其特征在于，实现抑制光伏并网逆变器输出直流分量的控制方法包括以下内容： 采样获得光伏板的输出电压Ｖ↓［ＰＶ］和电流Ｉ↓［ＰＶ］，所述电压Ｖ↓［ＰＶ］和所述电流Ｉ↓［ＰＶ］经过最大功率点跟踪算法 ＭＰＰＴ产生指令电压Ｖ↓［ＰＶ］↑［＊］，所述指令电压Ｖ↓［ＰＶ］↑［＊］减去所述电压Ｖ↓［ＰＶ］后形成电压差值，所述电压差值经过ＰＩ调节后产生并网指令电流幅值Ｉ↓［ｇｒｅｆ］；采样获得的交流并网电压ｖ↓［ｇ］经过锁相环调节产生信号ｓｉｎθ，所述信号ｓｉｎθ与所述并网指令电流幅值Ｉ↓［ｇｒｅｆ］相乘产生指令电流Ｉ↓［ａｃ］↑［＊］，所述指令电流Ｉ↓［ａｃ］↑［＊］减去由采样误差引起的直流分量Ｉ↓［ｇｒｉｄ］↑［＊］形成校正后指令电流Ｉ↓［ａｃ１］↑［＊］，所述校正后指令电流Ｉ↓［ａｃ１］↑［＊］减去采样获得的交流并网电流ｉ↓［ｇ］后形成电流差值，所述电流差值经ＰＩ调节后形成初步调制信号ｕ↓［ｃｏｎ］，所述初步调制信号ｕ↓［ｃｏｎ］减去由脉宽不平衡引起的直流分量Ｕ↓［ｇｒｉｄ］↑［＊］形成最终调制信号ｕ↓［ｓｉｎ］，根据所述最终调制信号ｕ↓［ｓｉｎ］控制ＰＷＭ调制获得用于驱动光伏并网逆变器四个开关管的驱动信号， 其中，由采样误差引起的直流分量Ｉ↓［ｇｒｉｄ］↑［＊］的获取方法为： 步骤ａ、采样交流并网电流ｉ↓［ｇ］； 步骤ｂ、获取 所述交流并网电流ｉ↓［ｇ］中的直流分量Ｉ↓［ｇｒｉｄ］； 步骤ｃ、对所述直流分量Ｉ↓［ｇｒｉｄ］进行ＰＩ调节获得采样误差引起的直流分量Ｉ↓［ｇｒｉｄ］↑［＊］； 脉宽不平衡引起的直流分量Ｕ↓［ｇｒｉｄ］↑［＊］的获取方法为： 步骤１、获取前一工频周期内每个开关周期内的初步调制信号ｕ↓［ｃｏｎ］的平均直流分量Ｕ↓［ｇｒｉｄ］； 步骤２、所述平均直流分量Ｕ↓［ｇｒｉｄ］经ＰＩ调节后获得脉宽不平衡引起的直流分量Ｕ↓［ｇｒｉｄ］↑［＊］。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王卫，徐殿国，刘鸿鹏，姜世公，刘桂花，吴辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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