基于電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式切換的光伏并網(wǎng)逆變器pi諧振控制方法
【專利摘要】一種基于電流連續(xù)模式(CCM)和電流斷續(xù)模式(DCM)切換的光伏并網(wǎng)逆變器PI諧振的控制方法，當(dāng)光伏逆變器輸出并網(wǎng)電壓Vo的絕對值高于或等于邊界電壓Vbo時，采用CCM模式的控制方式。反之，采用DCM模式的控制方式。在不同工作模式下，通過PI諧振控制器對交流小信號占空比進行調(diào)節(jié)，獲得總的占空比。根據(jù)總占空比發(fā)出相應(yīng)的PWM波控制前級mos管動作，使得光伏微逆變器實現(xiàn)并網(wǎng)輸出。本發(fā)明提出的控制方法可有效消除并網(wǎng)電流過零點的諧波，提高逆變器的并網(wǎng)效率和并網(wǎng)質(zhì)量。
【專利說明】基于電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式切換的光伏并網(wǎng)逆變器 PI諧振控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新能源電控領(lǐng)域，尤其是一種光伏并網(wǎng)逆變器PI諧振控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 并網(wǎng)電流控制技術(shù)主要有傳統(tǒng)的控制技術(shù)和基于現(xiàn)代控制理論的控制技術(shù)。其中 傳統(tǒng)的并網(wǎng)電流控制技術(shù)主要有PI控制、滯環(huán)控制、重復(fù)控制、預(yù)測電流控制、單周控制方 法等。而基于現(xiàn)代控制理論的并網(wǎng)電流控制技術(shù)主要有模糊控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng) 控制等。對于現(xiàn)有的微型逆變器產(chǎn)品，由于要考慮到成本因素，基本都是采用具有算法簡 單、實現(xiàn)成本低、穩(wěn)定性好的PI控制器，但是PI控制存在著兩問題；難W實現(xiàn)參考正弦波的 無靜差跟蹤和較差的抗干擾能力。因此提出了比例諧振（PR)控制，它能在固定頻率處產(chǎn)生 足夠大的增益，實現(xiàn)無靜差跟蹤。但是由于模擬系統(tǒng)元器件參數(shù)精度和數(shù)字系統(tǒng)精度的限 審IJ，比例諧振（PR)控制器不易實現(xiàn)，而且當(dāng)電網(wǎng)頻率產(chǎn)生偏移時，就無法有效抑制電網(wǎng)產(chǎn) 生的諧波。因此，在比例諧振控制的基礎(chǔ)上，提出了一種易于實現(xiàn)的準(zhǔn)比例諧振（PR)控制 器，既可W保持比例諧振（PR)控制器的高增益，同時還可W有效減小電網(wǎng)頻率偏移對逆變 器輸出電流的影響，但是準(zhǔn)比例諧振諧振控制器不能抑制前級輸入電流的直流分量，則本 專利提出了 PI諧振控制方法。
[0003] 光伏逆變器有=種工作模式，電流斷續(xù)模式值CM)，電流臨界連續(xù)模式炬CM)，電 流連續(xù)模式（CCM)。目前針對光伏逆變器的模式研究時，通常是讓逆變器工作在一種模式 下。由于在單一模式下時，當(dāng)輸入功率比較低時，并網(wǎng)效率比較低，過零處的諧波會比較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服已有光伏逆變器單一模式方式當(dāng)輸入功率比較低時，并網(wǎng)效率比較低、 過零處的諧波會比較大的不足，本發(fā)明提供一種有效地提高逆變器的并網(wǎng)效率、降低并網(wǎng) 電流的諧波的基于電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式切換的光伏并網(wǎng)逆變器PI諧振控制方 法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種基于電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式切換的光伏并網(wǎng)逆變器PI諧振控制方 法，所述控制方法包括W下步驟：
[0007] (1)檢測光伏輸入電壓VpY，與基準(zhǔn)電壓30V進行比較，判斷光伏輸入電壓是否高于 30V，若高于30V，則執(zhí)行步驟（2)，否則待機檢測，直到光伏輸入電壓高于30V ;
[000引 似檢測逆變器輸出電壓V。，并且比較V。與邊界電壓V b。的大小，其中邊界電壓V b。 為CCM模式與DCM模式切換時的臨界電壓；當(dāng)逆變器輸出電壓|￥。|高于或者等于邊界電壓 Vb。時，逆變器工作在CCM模式下，當(dāng)IV。I低于邊界電壓Vb。時，逆變器工作在DCM模式下；
[0009] (3)計算在DCM和CCM模式下的對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)占空比D ;
[0010] (4)通過濾波電路對反激式變壓器原邊電流進行濾波處理，檢測經(jīng)過濾波之后的 原邊電流i，并與基準(zhǔn)電流ipti做差分比較得到A i = i-i pti;
[0011] (5)采用PI諧振控制器對A i進行運算，計算得到交流小信號占空比d ;
[001引 做將交流小信號占空比d與穩(wěn)態(tài)占空比D相疊加，獲得驅(qū)動電路所需的占空比 ，控制器根據(jù)占空比&發(fā)出相應(yīng)的PWM波控制前級mos管Sm動作，從而改變反激式變壓器 的原邊輸入電流i的值；
[001引 （7)判斷A i是否小于e，若A i《e，則執(zhí)行步驟巧）；若A i> e，則返回執(zhí)行 步驟（4)，e為電流偏差的精度；
[0014] (8)控制光伏逆變器并網(wǎng)輸出，之后返回步驟（1)。
[0015] 進一步，所述步驟（2)中，Vb。是通過

【權(quán)利要求】
1. 一種基于電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式切換的光伏并網(wǎng)逆變器PI諧振控制方法， 其特征在于：所述控制方法包括以下步驟： (1)檢測光伏輸入電壓Vpv，與基準(zhǔn)電壓30V進行比較，判斷光伏輸入電壓是否高于30V， 若高于30V，則執(zhí)行步驟（2)，否則待機檢測，直到光伏輸入電壓高于30V; ⑵檢測逆變器輸出電壓V。，并且比較V。與邊界電壓Vb。的大小，其中邊界電壓Vb。為CCM模式與DCM模式切換時的臨界電壓；當(dāng)逆變器輸出電壓卜。|高于或者等于邊界電壓Vb。 時，逆變器工作在CCM模式下，當(dāng)|V。|低于邊界電壓Vb。時，逆變器工作在DCM模式下； (3) 計算在DCM和CCM模式下的對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)占空比D; (4) 通過濾波電路對反激式變壓器原邊電流進行濾波處理，檢測經(jīng)過濾波之后的原邊 電流i，并與基準(zhǔn)電流故差分比較得到Ai=i-ipri; (5) 采用PI諧振控制器對Ai進行運算，計算得到交流小信號占空比d; (6) 將交流小信號占空比d與穩(wěn)態(tài)占空比D相疊加，獲得驅(qū)動電路所需的占空比^，控 制器根據(jù)占空比￡)發(fā)出相應(yīng)的PWM波控制前級mos管Sm動作，從而改變反激式變壓器的原 邊輸入電流i的值； (7) 判斷Ai是否小于e，若Ai彡e，則執(zhí)行步驟（8);若Ai>e，則返回執(zhí)行步驟 (4)，e為電流偏差的精度； (8) 控制光伏逆變器并網(wǎng)輸出，之后返回步驟（1)。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式切換的逆變器PI諧振控制
是開關(guān)頻率，n是匝數(shù)比，Lm是變壓器電感，R是電網(wǎng)等效阻抗，Vpv是光伏輸入電壓。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的基于電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式切換的逆變器PI諧振 控制方法，其特征在于：所述步驟（4)中，所述基準(zhǔn)電流是根據(jù)并網(wǎng)電壓VgHd、光伏輸入電壓
4. 如權(quán)利要求1或2所述的基于電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式切換的逆變器PI諧振 控制方法，其特征在于：所述步驟（5)中，通過將PI與準(zhǔn)諧振控制器串聯(lián)構(gòu)成了用于反激并 網(wǎng)逆變器實現(xiàn)并網(wǎng)輸出的PI諧振控制補償器，其傳遞函數(shù)G(s)為：
其中，Gpi (s)表示PI控制器的傳遞函數(shù)，Gjs)表示準(zhǔn)諧振控制器的傳遞函數(shù)，Kp是諧 振控制器的增益、Q為帶寬系數(shù)、《為諧振頻率、Kk為諧振系數(shù)。
【文檔編號】H02J3/01GK104485687SQ201410704951
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】艾青林, 楊象爽, 胥芳, 張立彬, 陳教料 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)