本發(fā)明涉及電力電子裝置控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法。

背景技術(shù)：

并網(wǎng)逆變器是將直流側(cè)電能以正弦波電流的方式饋入電網(wǎng)的裝置，它是逆變器應(yīng)用的一種形式。并網(wǎng)運(yùn)行的逆變器應(yīng)用廣泛，如在交流電子負(fù)載、可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電的場(chǎng)合都需要逆變器并網(wǎng)運(yùn)行，將系統(tǒng)內(nèi)的電能回饋至電網(wǎng)中。然而，為了避免質(zhì)量不好的并網(wǎng)電流對(duì)電網(wǎng)造成污染，并網(wǎng)電流的波形質(zhì)量有嚴(yán)格的要求，電流為與電壓同頻反相的正弦波，且滿足國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上對(duì)并網(wǎng)逆變器饋入電網(wǎng)的電流規(guī)定如下：波形為正弦，總諧波畸變率thd小于5％，各次諧波小于3％。

根據(jù)不同的工作場(chǎng)合選擇相應(yīng)的濾波器結(jié)構(gòu)與合適的并網(wǎng)控制方法是決定并網(wǎng)逆變器饋入電網(wǎng)的電流質(zhì)量的關(guān)鍵。并網(wǎng)逆變器的性能直接關(guān)系到并入電網(wǎng)中電能的質(zhì)量，以及分布式發(fā)電系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換效率。并網(wǎng)逆變器的作用是將分布式發(fā)電單元和儲(chǔ)能電壓的直流形式的能量轉(zhuǎn)換為交流形式的能量，從而與外部電網(wǎng)進(jìn)行連接和能量交換。此時(shí)，逆變器的控制目標(biāo)一般是輸出有功功率和輸出無(wú)功功率。

并網(wǎng)逆變器的控制方式分為電壓控制和電流控制兩種。電壓控制相當(dāng)于將逆變器等效為一個(gè)電壓源，通過(guò)控制使其輸出電壓相位、頻率完全等同于電網(wǎng)電壓，幅值跟蹤電網(wǎng)電壓的幅值，本質(zhì)相當(dāng)于將兩個(gè)電壓源并聯(lián)。但由于市電電壓很可能在運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生畸變或較大諧波，會(huì)造成逆變器輸出無(wú)法準(zhǔn)確跟蹤電網(wǎng)電壓，使控制難度增加。另外，這種通過(guò)控制逆變器輸出電壓來(lái)間接控制并網(wǎng)電流的控制方式也不能使并網(wǎng)電流達(dá)到較好的質(zhì)量。

現(xiàn)有技術(shù)中有如下幾種控制方式：

1)直接電流控制方式主要分為滯環(huán)控制和三角波控制。

2)滯環(huán)控制采用滯環(huán)比較器，將參考電流和實(shí)際并網(wǎng)電流的偏差作為其輸入，滯環(huán)比較器產(chǎn)生pwm信號(hào)，通過(guò)控制逆變電路開(kāi)關(guān)功率器件的通斷來(lái)控制并網(wǎng)電流。如果設(shè)定滯環(huán)比較器環(huán)寬為2h，就可以將并網(wǎng)電流控制在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)，使并網(wǎng)電流呈鋸齒狀地跟蹤參考電流。對(duì)于這種控制方法，范圍的設(shè)置對(duì)系統(tǒng)影響較大：環(huán)寬較寬時(shí)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作的頻率降低，但誤差增大，諧波很大；環(huán)寬較窄時(shí)，誤差減小，諧波降低，但開(kāi)關(guān)動(dòng)作頻率過(guò)高，開(kāi)關(guān)損耗增大。針對(duì)滯環(huán)比較器的上述缺點(diǎn)，一種解決方法是采用同步開(kāi)關(guān)法，即定時(shí)控制的瞬時(shí)值比較方式。

滯環(huán)比較器由于其開(kāi)關(guān)頻率與精度之前的矛盾，及高次諧波較多，電磁干擾較大，在實(shí)際應(yīng)用中作用有限。目前應(yīng)用較廣泛的控制方式是三角波控制方式。

3)三角波控制方式可以采用不同的控制器完成對(duì)系統(tǒng)的控制，如pi控制，重復(fù)控制，無(wú)差拍控制等。電流誤差經(jīng)控制器調(diào)節(jié)后得出的波形與三角波進(jìn)行比較，生成spwm波，控制功率開(kāi)關(guān)器件的通斷。三角波控制方式功率開(kāi)關(guān)頻率等于載波頻率，噪聲低，易于設(shè)計(jì)濾波器，可采取多種方式進(jìn)行控制，降低誤差。

一般來(lái)說(shuō)，利用電力電子器件構(gòu)成的逆變器會(huì)產(chǎn)生大量的電流諧波，因此，要使用無(wú)源器件組成的濾波器來(lái)濾掉這些諧波。并網(wǎng)逆變器采用的濾波器通常有兩種：電感(lc)濾波器和電感-電容-電感(lcl)濾波器。在電感值相同，成本相當(dāng)?shù)那闆r下，lcl濾波器具有更好的濾波效果。然而，lcl濾波器作為一個(gè)三階系統(tǒng)，容易產(chǎn)生諧振，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

lc濾波器也稱為無(wú)源濾波器，是傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償裝置。lc濾波器之所以稱為無(wú)源濾波器，顧名思義，就是該裝置不需要額外提供電源。lc濾波器一般是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成，與諧波源并聯(lián)，除起濾波作用外，還兼顧無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰籰c濾波器按照功能分為lc低通濾波器、lc帶通濾波器、高通濾波器、lc全通濾波器、lc帶阻濾波器；按調(diào)諧又分為單 調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器及三調(diào)諧濾波器等幾種。

lc濾波器設(shè)計(jì)流程主要考慮其諧振頻率及電容器耐壓，電抗器耐流。在電子線路中，電感線圈對(duì)交流有限流作用，由電感的感抗公式xl＝2πfl可知，電感l(wèi)越大，頻率f越高，感抗就越大。因此電感線圈有通低頻,阻高頻的作用,這就是電感的濾波原理下面是lc濾波電路實(shí)例電感在電路最常見(jiàn)的作用就是與電容一起，組成lc濾波電路。電容具有“阻直流，通交流”的本領(lǐng)，而電感則有“通直流，阻交流,通低頻,阻高頻”的功能。

如果把伴有許多干擾信號(hào)的直流電通過(guò)lc濾波電路，那么，交流干擾信號(hào)大部分將被電感阻止吸收變成磁感和熱能,剩下的大部分被電容旁路到地，這就可以抑制干擾信號(hào)的作用,在輸出端就獲得比較純凈的直流電流。濾波電路的原理實(shí)際是l、c元件基本特性的組合利用。因?yàn)殡娙萜鞯娜菘箈c＝2nfc又1會(huì)隨信號(hào)頻率升高而變小，而電感器的感抗xl＝2f會(huì)隨信號(hào)頻率升高而增大，如果把電容、電感進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)應(yīng)用,它們組合的阻抗也會(huì)隨信號(hào)頻率不同而發(fā)生很人變化口這表明,不同濾波電路會(huì)對(duì)某種頻率信號(hào)呈現(xiàn)很小或很大的電抗，以致能讓該頻率信號(hào)順利通過(guò)或阻礙它通過(guò)，從而起到選取某種頻率信號(hào)和濾除某種頻率信號(hào)的作用。

通常，抑制諧振有兩種方式：一種是無(wú)源阻尼法，另一種是有源阻尼法。所謂無(wú)源阻尼法，一般是在逆變器電路中增加電阻以直接增加lcl濾波器的阻尼，但是無(wú)論是串聯(lián)還是并聯(lián)電阻，都會(huì)增加系統(tǒng)的額外損耗。所謂有源阻尼法，通常采取對(duì)逆變器電壓電流的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)抑制諧振的目的，常用的高階極點(diǎn)配置的雙環(huán)pi控制策略，加權(quán)電流平均值反饋pi控制策略，以及并網(wǎng)電流、電容電壓和電感電流的三環(huán)pi控制策略等。

但是，在以上方法中，盡管pi控制器能夠使并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)具有較好的性能，當(dāng)系統(tǒng)受到外部擾動(dòng)較大時(shí)，其動(dòng)態(tài)性能還需要進(jìn)一步提高以滿足并網(wǎng)對(duì)電流波形與總諧波畸變率的要求?？梢圆捎闷渌刂破髋cpi控制結(jié)合的方式提高系統(tǒng)魯棒性。

但并網(wǎng)逆變器是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，對(duì)其建立精確的數(shù)學(xué)模型往往非常困難。而在控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，常常需要根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

目前對(duì)于并網(wǎng)逆變器只能得到近似的模型而無(wú)法做到精確建模。如果在并網(wǎng)逆變器的看過(guò)那只系統(tǒng)中引入模糊控制，則模糊控制的特點(diǎn)可以部分補(bǔ)償系統(tǒng)模型的不精確性。與傳統(tǒng)控制方式相比，模糊控制把控制對(duì)象作為“黑箱”，它不依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，而是依賴于由操作經(jīng)驗(yàn)、表述只是轉(zhuǎn)換成的模糊規(guī)則，是智能控制的一種。

加入模糊控制的系統(tǒng)往往魯棒性高、動(dòng)態(tài)性能好。將模糊控制與其他控制方法相結(jié)合，是目前比較多用的并網(wǎng)逆變器控制方式，發(fā)展?jié)摿^大。但是傳統(tǒng)模糊控制方式的控制參數(shù)是固定的，不能隨著系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行在線調(diào)整。pi控制器的比例和積分系數(shù)是恒定的，這導(dǎo)致在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化或者參數(shù)波動(dòng)(如外部電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生故障或者內(nèi)側(cè)直流母線電壓劇烈升高)等情況下，逆變器無(wú)法快速精確的跟蹤控制指令，不能及時(shí)調(diào)節(jié)輸入輸出的有功和無(wú)功功率。降低了網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于以上一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，提供一種并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的并網(wǎng)逆變器入網(wǎng)電流質(zhì)量低，不能實(shí)現(xiàn)電壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。

其中，所述并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法，包括：

并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)前先進(jìn)行離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行；

控制逆變模塊輸出無(wú)功分量，以對(duì)變壓器進(jìn)行預(yù)勵(lì)磁，預(yù)勵(lì)磁后所述并網(wǎng)逆變器并入電網(wǎng)；

當(dāng)所述并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓升高超出預(yù)設(shè)電壓偏差的限制時(shí)，控制所述并網(wǎng)逆變器吸收無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)公共耦合點(diǎn)電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整，使并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至電壓偏差范圍以內(nèi)；

當(dāng)所述并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓跌落時(shí)，控制所述并網(wǎng)逆變器發(fā)出無(wú)功功率， 實(shí)現(xiàn)對(duì)所述并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)發(fā)電與并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償?shù)目刂?，使所述并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至正常電壓范圍。

進(jìn)一步的，所述控制逆變模塊輸出無(wú)功分量，以對(duì)變壓器進(jìn)行預(yù)勵(lì)磁包括：

以勵(lì)磁指令模塊輸出的輸出量為q軸電流調(diào)節(jié)器的參考信號(hào)，控制逆變器輸出無(wú)功分量對(duì)逆變器進(jìn)行預(yù)勵(lì)磁；所述勵(lì)磁指令模塊包括至少一個(gè)輸入量，所述勵(lì)磁指令模塊的輸出量是將所述輸入量經(jīng)過(guò)一個(gè)具有上限的單調(diào)遞增函數(shù)運(yùn)算得到。

進(jìn)一步的，所述勵(lì)磁指令模塊的輸入量為所述并網(wǎng)逆變器的空載電流。

進(jìn)一步的，所述勵(lì)磁指令模塊的輸入量為所述并網(wǎng)逆變器的空載電流，以及電網(wǎng)電壓矢量的模。

進(jìn)一步的，所述預(yù)勵(lì)磁完成是指：所述并網(wǎng)逆變器的勵(lì)磁電流達(dá)到其空載電流值；

在整個(gè)離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行過(guò)程中直流信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)的直流母線電壓始終維持在最低運(yùn)行直流母線電壓點(diǎn)之上并保持一段預(yù)先設(shè)定的時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述對(duì)公共耦合點(diǎn)電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整包括：

實(shí)時(shí)采集并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的三相瞬時(shí)電壓，將電壓瞬時(shí)幅值與電壓參考幅值做比較得到誤差幅值；

將所述誤差幅值經(jīng)過(guò)電壓補(bǔ)償pi調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后得到電壓調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償電流，將所述電壓調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償電流與無(wú)功電路參考值疊加后，再對(duì)逆變器進(jìn)行控制。

進(jìn)一步的，所述對(duì)并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)發(fā)電與并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償?shù)目刂瓢ǎ?/p>

將并網(wǎng)點(diǎn)三相瞬時(shí)電壓經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電壓；

通過(guò)幅值計(jì)算得到并網(wǎng)點(diǎn)電壓幅值；

將無(wú)功電壓分量與參考值比較，誤差經(jīng)過(guò)pi調(diào)節(jié)器控制后經(jīng)積分器得到并 網(wǎng)點(diǎn)電壓的實(shí)時(shí)相位；

根據(jù)所述電壓幅值和所述電壓相位完成并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)發(fā)電與并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償控制功能。

進(jìn)一步的，所述電壓幅值計(jì)算為：其中，ud、uq為三相瞬時(shí)電壓在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的值。

進(jìn)一步的，所述并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償控制通過(guò)如下公式實(shí)現(xiàn)：

e(k)＝uref-uamp

i(k)＝kvp[e(k)-e(k-1)]

ei(k)＝id-id(k)

id(k)＝id(k-1)+kip[ei(k)-ei(k-1)]+ke(k)

eiq(k)＝iq-iq(k)

iq(k)＝iq(k-1)+kip[ei(k)-ei(k-1)]+ke(k)

其中：k表示第k次控制，e(k)表示電壓偏差，uref表示設(shè)定的電壓參考幅值，uamp表示并網(wǎng)點(diǎn)電壓監(jiān)測(cè)幅值，i(k)表示電壓控制單元無(wú)功補(bǔ)償電流，id(k)表示無(wú)功電流分量，iq(k)表示有功電流分量，kip表示電壓控制器比例參數(shù)，kvp表示電壓控制器積分參數(shù)，id表示無(wú)功電流總量，iq表示有功電流總量。

進(jìn)一步的，當(dāng)所述并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓升高超出電網(wǎng)規(guī)范對(duì)電壓偏差的限制時(shí)，輸出第一電壓補(bǔ)償電流，與所述并網(wǎng)逆變器給定的無(wú)功參考電流疊加得到新的無(wú)功參考電流，控制所述并網(wǎng)逆變器吸收無(wú)功電流，使并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至電壓偏差范圍以內(nèi)；

當(dāng)所述并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓跌落時(shí)，輸出第二電壓補(bǔ)償電流，與所述并網(wǎng)逆變器給定的無(wú)功參考電流疊加，控制所述并網(wǎng)逆變器發(fā)出無(wú)功電流，使所述并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至正常電壓范圍。

本發(fā)明提供的并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，一方面不需要安裝額外的電壓補(bǔ)償設(shè)備，直接利用并網(wǎng)逆變器本身對(duì)電壓進(jìn)行補(bǔ)償；另一方 面，從控制策略方面講，傳統(tǒng)的電壓補(bǔ)償策略都是穩(wěn)態(tài)電壓補(bǔ)償策略，補(bǔ)償速度比較慢，不能滿足電壓補(bǔ)償動(dòng)態(tài)響應(yīng)的要求，而且電壓補(bǔ)償精度也比較低，需要提供的補(bǔ)償容量比較大。本發(fā)明不僅可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的控制，滿足電壓補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)響應(yīng)要求，而且具有良好的補(bǔ)償精度，所需要的補(bǔ)償容量與傳統(tǒng)控制策略相比也要小很多。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的一種并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的一種并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法的控制原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，如果不沖突，本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例一提供一種并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法，如圖1所示，該方法包括：

101、并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)前先進(jìn)行離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行；

102、控制逆變模塊輸出無(wú)功分量對(duì)變壓器進(jìn)行預(yù)勵(lì)磁，預(yù)勵(lì)磁后并網(wǎng)逆變器并入電網(wǎng)；

該步驟具體包括：以勵(lì)磁指令模塊輸出的輸出量為q軸電流調(diào)節(jié)器的參考信號(hào)，控制逆變器輸出無(wú)功分量對(duì)逆變器進(jìn)行預(yù)勵(lì)磁；所述勵(lì)磁指令模塊包括至少一個(gè)輸入量，所述勵(lì)磁指令模塊的輸出量是將輸入量經(jīng)過(guò)一個(gè)具有上限的單調(diào)遞增函數(shù)運(yùn)算得到。

其中，所述勵(lì)磁指令模塊的輸入量為所述并網(wǎng)逆變器的空載電流。

所述勵(lì)磁指令模塊的輸入量為所述并網(wǎng)逆變器的空載電流，以及電網(wǎng)電壓 矢量的模。

所述預(yù)勵(lì)磁完成是指：所述并網(wǎng)逆變器的勵(lì)磁電流達(dá)到其空載電流值；

在整個(gè)離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行過(guò)程中直流信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)的直流母線電壓始終維持在最低運(yùn)行直流母線電壓點(diǎn)之上并保持一段預(yù)先設(shè)定的時(shí)間。

103、當(dāng)并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓升高超出預(yù)設(shè)電壓偏差的限制時(shí)，控制并網(wǎng)逆變器吸收無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)公共耦合點(diǎn)電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整，使并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至電壓偏差范圍以內(nèi)；

其中，所述對(duì)公共耦合點(diǎn)電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整包括：

實(shí)時(shí)采集并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的三相瞬時(shí)電壓，將電壓瞬時(shí)幅值與電壓參考幅值做比較得到誤差幅值；

將所述誤差幅值經(jīng)過(guò)電壓補(bǔ)償pi調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后得到電壓調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償電流，將所述電壓調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償電流與無(wú)功電路參考值疊加后，再對(duì)逆變器進(jìn)行控制。

具體的，當(dāng)并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓升高超出電網(wǎng)規(guī)范對(duì)電壓偏差的限制時(shí)，輸出第一電壓補(bǔ)償電流，與并網(wǎng)逆變器給定的無(wú)功參考電流疊加得到新的無(wú)功參考電流，控制并網(wǎng)逆變器吸收無(wú)功電流，使并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至電壓偏差范圍以內(nèi)；

104、當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓跌落時(shí)，控制并網(wǎng)逆變器發(fā)出無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)發(fā)電與并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償?shù)目刂?，使并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至正常電壓范圍。

其中，所述對(duì)并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)發(fā)電與并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償?shù)目刂瓢ǎ?/p>

將并網(wǎng)點(diǎn)三相瞬時(shí)電壓經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電壓；

通過(guò)幅值計(jì)算得到并網(wǎng)點(diǎn)電壓幅值；

將無(wú)功電壓分量與參考值比較，誤差經(jīng)過(guò)pi調(diào)節(jié)器控制后經(jīng)積分器得到并網(wǎng)點(diǎn)電壓的實(shí)時(shí)相位；

根據(jù)所述電壓幅值和所述電壓相位完成并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)發(fā)電與并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償控制功能。

具體的，所述電壓幅值計(jì)算為：其中，ud、uq為三相瞬時(shí)電壓在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的值。

所述并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償控制通過(guò)如下公式實(shí)現(xiàn)：

e(k)＝uref-uamp

i(k)＝kvp[e(k)-e(k-1)]

ei(k)＝id-id(k)

id(k)＝id(k-1)+kip[ei(k)-ei(k-1)]+ke(k)

eiq(k)＝iq-iq(k)

iq(k)＝iq(k-1)+kip[ei(k)-ei(k-1)]+ke(k)

其中：k表示第k次控制，e(k)表示電壓偏差，uref表示設(shè)定的電壓參考幅值，uamp表示并網(wǎng)點(diǎn)電壓監(jiān)測(cè)幅值，i(k)表示電壓控制單元無(wú)功補(bǔ)償電流，id(k)表示無(wú)功電流分量，iq(k)表示有功電流分量，kip表示電壓控制器比例參數(shù)，kvp表示電壓控制器積分參數(shù)，id表示無(wú)功電流總量，iq表示有功電流總量。

具體的，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓跌落時(shí)，輸出第二電壓補(bǔ)償電流，與并網(wǎng)逆變器給定的無(wú)功參考電流疊加，控制并網(wǎng)逆變器發(fā)出無(wú)功電流，使并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至正常電壓范圍。

本發(fā)明提供的并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，一方面不需要安裝額外的電壓補(bǔ)償設(shè)備，直接利用并網(wǎng)逆變器本身對(duì)電壓進(jìn)行補(bǔ)償；另一方面，從控制策略方面講，傳統(tǒng)的電壓補(bǔ)償策略都是穩(wěn)態(tài)電壓補(bǔ)償策略，補(bǔ)償速度比較慢，不能滿足電壓補(bǔ)償動(dòng)態(tài)響應(yīng)的要求，而且電壓補(bǔ)償精度也比較低，需要提供的補(bǔ)償容量比較大。本發(fā)明不僅可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的控制，滿足電壓補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)響應(yīng)要求，而且具有良好的補(bǔ)償精度，所需要的補(bǔ)償容量與傳統(tǒng)控制策略相比也要小很多。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例一提供一種并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法，應(yīng)用于如圖2所示的光伏并網(wǎng)逆變器中，該逆變器包括：直流信號(hào)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)輸入側(cè)的直流電壓/電流；逆變模塊，用于將輸入的直流電轉(zhuǎn)換為交流電；變壓器，用于將逆變器模塊的交流輸出端與電網(wǎng)隔離，交流接觸器，用于切換光伏并網(wǎng)逆變器的離網(wǎng)、并網(wǎng)狀態(tài)；交流信號(hào)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出電流和電網(wǎng)電壓；控制電路，用于對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行進(jìn)行控制。

圖3為發(fā)明實(shí)施例二的一種并網(wǎng)逆變器補(bǔ)償控制方法的控制原理圖。其中，電壓、電流采樣單元電路采集主要完成并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓信號(hào)及并網(wǎng)逆變器輸出電流信號(hào)的采集，并將所述的電壓、電流信號(hào)傳送給電壓相位及幅值檢測(cè)計(jì)算單元、電壓偏差計(jì)算機(jī)電壓補(bǔ)償控制單元、并網(wǎng)電流控制單元。

電壓相位及幅值檢測(cè)計(jì)算單元檢測(cè)和計(jì)算并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電壓相位及電壓幅值。首先通過(guò)將并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換，然后由幅值計(jì)算公式得到電壓幅值。將電壓相位信息和幅值信息發(fā)送給電壓偏差計(jì)算及電壓補(bǔ)償控制單元、并網(wǎng)電流控制單元。

電壓偏差計(jì)算機(jī)電壓補(bǔ)償控制單元主要接受來(lái)自電壓相位及幅值檢測(cè)計(jì)算單元的電壓幅值信息，并將電壓幅值與電壓設(shè)定參考值進(jìn)行比較，通過(guò)電壓補(bǔ)償控制器，對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高或電壓跌落實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高時(shí)，并網(wǎng)逆變器通過(guò)電壓補(bǔ)償控制單元吸收一定的無(wú)功功率；當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落時(shí)，并網(wǎng)逆變器通過(guò)電壓補(bǔ)償控制單元發(fā)出一定的無(wú)功功率。

并網(wǎng)電流控制單元一方面主要完成并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)電流控制單元正常實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電的主要功能，另一方面接受來(lái)自電壓偏差計(jì)算及電壓補(bǔ)償控制單元的并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償電流。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高時(shí)，并網(wǎng)逆變器通過(guò)并網(wǎng)點(diǎn)電壓偏差計(jì)算及電壓補(bǔ)償控制單元吸收一定的無(wú)功功率，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落時(shí)，并網(wǎng)逆變器通過(guò)電壓補(bǔ)償控制單元發(fā)出一定的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)點(diǎn)電壓補(bǔ)償控制的輔助功能。同時(shí)，并網(wǎng)電流控制單元還要產(chǎn)生三相橋開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，完成電流的正常運(yùn)行。

在上述變壓器預(yù)勵(lì)磁控制過(guò)程中，控制逆變模塊的輸出電流從0逐漸增大，光伏并網(wǎng)逆變器的輸出電壓隨著對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流增大也從0逐漸增大，且相位預(yù)電網(wǎng)電壓相位始終保持一致，逐步對(duì)變壓器進(jìn)行預(yù)勵(lì)磁，當(dāng)逆變模塊輸出電流即變壓器的勵(lì)磁電流增大到變壓器空載電流等幅值時(shí)，逆變器輸出電壓與電網(wǎng)也達(dá)到一致，此時(shí)保持逆變器恒定該輸出電壓信號(hào)輸出，直至在整個(gè)離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行過(guò)程中直流信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)的直流母線電壓始終保持在最低運(yùn)行直流母線電壓點(diǎn)之上并且保持一段時(shí)間，則控制交流接觸器吸合并入電網(wǎng)，如果直流側(cè)能量不足時(shí)，會(huì)出現(xiàn)直流母線電壓跌落低于最低運(yùn)行直流母線電壓點(diǎn)，則停止離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，并重新檢測(cè)逆變器啟動(dòng)，重復(fù)上述獨(dú)立運(yùn)行過(guò)程。

其中所述的電網(wǎng)電壓相位以及逆變器輸出電壓和電流park變換、反變換時(shí)用到的相角在現(xiàn)有技術(shù)中有很多種方法得到，其中兩種較好的方法是：一是電網(wǎng)電壓進(jìn)行clark變換，在靜態(tài)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下通過(guò)對(duì)電壓的反正切函數(shù)，并經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)好的濾波器濾波求得電網(wǎng)矢量電壓相角。二是采用三相鎖相環(huán)得到相角。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。