電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)逆變控制方法的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，具體操作步驟是：a.首先分別對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行獨(dú)立PLL鎖相；b.然后通過(guò)閉環(huán)PLL鎖相后得到三相的鎖相信號(hào)A_sinθ、B_sinθ和C_sinθ；c.三相電流瞬時(shí)值反饋獨(dú)立控制，最后準(zhǔn)確輸出三相平衡電流。采用三相獨(dú)立鎖相算法實(shí)現(xiàn)三相電網(wǎng)電壓準(zhǔn)確鎖相，實(shí)現(xiàn)三相電流靜止坐標(biāo)控制，計(jì)算量少，并且在三相電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)逆變器都能準(zhǔn)確輸出三相平衡電流。
【專利說(shuō)明】
電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)逆變控制方法的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)中，一般采用DQ轉(zhuǎn)換的矢量控制算法，電壓和電流三相靜止坐標(biāo)量通過(guò)Pack和Clark變換為直流量進(jìn)行控制，通過(guò)PI補(bǔ)償控制后理論上能實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差跟蹤。當(dāng)三相電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)，Pack和Clark變換的結(jié)果并不是直流量的問(wèn)題，需要進(jìn)行復(fù)雜的正負(fù)序分離。同時(shí)，鎖相和三相電流控制都需要同時(shí)對(duì)正序和負(fù)序進(jìn)行控制，否則鎖相不準(zhǔn)確，并且不能輸出三相平衡電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了解決上述【背景技術(shù)】中的現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，采用三相獨(dú)立鎖相算法實(shí)現(xiàn)三相電網(wǎng)電壓準(zhǔn)確鎖相，實(shí)現(xiàn)三相電流靜止坐標(biāo)控制，三相電流瞬時(shí)值反饋獨(dú)立控制，計(jì)算量少，并且在三相電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)逆變器都能準(zhǔn)確輸出三相平衡電流。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，具體操作步驟如下:
[0005]a.首先分別對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行獨(dú)立PLL鎖相；
[0006]b.然后通過(guò)閉環(huán)PLL鎖相后得到三相的鎖相信號(hào)A_sin 0、B_sin 0和(:_8丨11 Θ。；
[0007]c.最后準(zhǔn)確輸出三相平衡電流。
[0008]進(jìn)一步具體地說(shuō)，上述技術(shù)方案中，所述步驟a中構(gòu)造一個(gè)與原電壓信號(hào)正交的電壓，且該構(gòu)造的電壓信號(hào)滯后原電壓信號(hào)90度相位。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，實(shí)現(xiàn)三相電流在靜止坐標(biāo)下直接控制和三相電網(wǎng)電壓直接前饋控制，實(shí)現(xiàn)真正意義上的三相獨(dú)立控制，大大提高系統(tǒng)的控制響應(yīng)速度和控制精度，以解決矢量控制需要進(jìn)行復(fù)雜的正負(fù)序分離、提取和控制的不足，為DSP處理器節(jié)省了大量運(yùn)算時(shí)間；使用滯后原電壓信號(hào)90度相位實(shí)現(xiàn)正交信號(hào)的閉環(huán)鎖相算法，算法易于實(shí)現(xiàn)，計(jì)算量少，鎖相動(dòng)態(tài)性能好，相位跟蹤精度高，并且在三相電流閉環(huán)控制中采用電流反饋瞬時(shí)控制，并且三相電流獨(dú)立控制，每一相電流環(huán)路只需要一個(gè)PI控制器即可實(shí)現(xiàn)三相電流精準(zhǔn)控制，并且計(jì)算量比矢量控制算法少很多；該控制系統(tǒng)在任何情況下，包括三相電網(wǎng)電壓不平衡、電網(wǎng)電壓任意相跌落、低電壓穿越等情況下，逆變器都能準(zhǔn)確輸出三相平衡電流。
【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0011 ]圖1是本發(fā)明獨(dú)立鎖相算法流程圖；
[0012]圖2是本發(fā)明逆變控制算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0014]本發(fā)明電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，具體操作步驟如下:
[0015]a.首先分別對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行獨(dú)立PLL鎖相，對(duì)于任意一相電網(wǎng)電壓，采用基于正交信號(hào)的閉環(huán)鎖相技術(shù)(見(jiàn)圖1)，其動(dòng)態(tài)性能好，與電網(wǎng)相位跟蹤精度高。然而，基于正交信號(hào)的閉環(huán)鎖相技術(shù)需要根據(jù)一對(duì)正交電壓信號(hào)才可以實(shí)現(xiàn)，而任意一相電網(wǎng)電壓獨(dú)立鎖相時(shí)只有相電壓一個(gè)電壓信號(hào)，因此需要構(gòu)造一個(gè)與原電壓信號(hào)正交的電壓，而這個(gè)構(gòu)造的電壓信號(hào)需要滯后原電壓信號(hào)90度相位。
[0016]b.然后通過(guò)閉環(huán)PLL鎖相后得到三相的鎖相信號(hào)A_sin 0、B_sin 0和(:_&11 Θ;如果是矢量控制，鎖相環(huán)需要進(jìn)行正序和負(fù)序分量的鎖相計(jì)算，計(jì)算量復(fù)雜;在運(yùn)用矢量控制算法的控制系統(tǒng)中，首先需要對(duì)三相并網(wǎng)電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換為D軸分量Id和Q軸分量Iq，同時(shí)需要進(jìn)行分離和提取D軸的正負(fù)序分量和Q軸的正負(fù)序分量，因此需要兩個(gè)PI控制器分別對(duì)D軸的正序和負(fù)序分量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，也需要兩個(gè)PI控制器對(duì)Q軸的正負(fù)和負(fù)序分量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，計(jì)算量相當(dāng)復(fù)雜。本發(fā)明采用三相電網(wǎng)電壓獨(dú)立鎖相，三相并網(wǎng)電流閉環(huán)控制屬于獨(dú)立控制，在調(diào)節(jié)無(wú)功時(shí)Id_ref和Iq_ref只需要相加即可合成該相的給定電流Iref，控制系統(tǒng)只需要對(duì)每相的并網(wǎng)電流反饋?zhàn)霾罱?jīng)過(guò)一個(gè)PI控制器即可實(shí)現(xiàn)該相電流的精準(zhǔn)跟蹤控制。
[0017]c.最后準(zhǔn)確輸出三相平衡電流。
[0018]見(jiàn)圖1，構(gòu)造與原電壓信號(hào)正交的電壓信號(hào)的延時(shí)處理模塊，DSP采樣電網(wǎng)電壓信號(hào)的采用點(diǎn)數(shù)為N，那么延時(shí)90度的電壓信號(hào)需要定義N/4個(gè)元素的數(shù)組，使用遞推式存入原電壓信號(hào)，即得到延時(shí)90度的電壓信號(hào)；原電壓信號(hào)即是三相靜止坐標(biāo)電壓的Valpha，延時(shí)90度的電壓信號(hào)即是Vbeta，分別與鎖相信號(hào)sin Θ和cos Θ相乘，做差運(yùn)算通過(guò)PI調(diào)節(jié)器算出角度信號(hào)的調(diào)節(jié)量Wp，公式如下:Wp = _Valpha*cos 0-Vbeta*sin Θ;再加上工頻50Hz的基準(zhǔn)角度Wo = 314即得到電網(wǎng)電壓的實(shí)際跟蹤相位角，W=Wp+Wo;經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后得到鎖相信號(hào)八_8；[11 9、B_sin 9和(]_8；[11 Θ。
[0019]見(jiàn)圖2，在并網(wǎng)控制系統(tǒng)中，母線電壓外環(huán)用于計(jì)算得到電流幅值給定值，將母線電壓參考值Vref與母線電壓采樣值Vbus做差，通過(guò)電壓外壞PI調(diào)節(jié)器計(jì)算得到三相電流的d軸的給定值Iref。三相電流d軸給定值Iref分別與三相獨(dú)立鎖相信號(hào)A_sin 0、B_sin Θ和C_sin Θ相乘，得到三相電流給定信號(hào)Ia_ref、Ib_ref和Ic_ref;分別使用三相電流給定信號(hào)Ia_ref、Ib_ref和Ic_ref與三相并網(wǎng)電流反饋Ia、Ib和Ic做差運(yùn)算，再使用三個(gè)PI控制器分別對(duì)三相并網(wǎng)電流進(jìn)行補(bǔ)償控制，得到Ia_out、Ib_out和Ic_out;經(jīng)過(guò)PI控制器的三相并網(wǎng)電流的控制量分別與對(duì)應(yīng)的相電壓相加，即引入三相電網(wǎng)電壓前饋控制，再通過(guò)SVPffM算法轉(zhuǎn)換得到空間矢量信號(hào)，再除以母線電壓就得到最終的矢量占空比信號(hào)，該矢量占空比信號(hào)經(jīng)過(guò)DSP的PffM模塊產(chǎn)生開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0020]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，其特征在于:具體操作步驟如下: a.首先分別對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行獨(dú)立PLL鎖相； b.然后通過(guò)閉環(huán)PLL鎖相后得到三相的鎖相信號(hào)4_^110、8_&110和(:_&110; c.三相電流瞬時(shí)值反饋獨(dú)立控制，最后準(zhǔn)確輸出三相平衡電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流靜止坐標(biāo)控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，其特征在于:所述步驟a中構(gòu)造一個(gè)與原電壓信號(hào)正交的電壓，且該構(gòu)造的電壓信號(hào)滯后原電壓信號(hào)90度相位。
【文檔編號(hào)】H02J3/26GK105896597SQ201610246522
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月2日
【發(fā)明人】潘卓
【申請(qǐng)人】深圳朗拓新能源有限公司