本發(fā)明涉及光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離/并網(wǎng)控制方法。屬于離/并網(wǎng)切換領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光伏微網(wǎng)具有兩種工作模態(tài)：并網(wǎng)運行和離網(wǎng)運行。并網(wǎng)運行時，光伏單元將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，在為用電負(fù)荷供電的同時將多余的電能饋入到電網(wǎng)中。離網(wǎng)運行指光伏逆變器通過靜態(tài)開關(guān)斷開與大電網(wǎng)的連接，光伏單元的能量全部供給本地負(fù)荷，保證本地用電負(fù)荷的正常運行。對應(yīng)于微網(wǎng)的兩種運行模式，需要在控制層面設(shè)計相應(yīng)的控制策略，實現(xiàn)在兩種運行狀態(tài)下及切換瞬態(tài)的穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在離并網(wǎng)分別采用了電壓型和電流型兩套控制策略，對應(yīng)了靜態(tài)開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)，控制策略的不同以及靜態(tài)開關(guān)動作的延遲會導(dǎo)致嚴(yán)重的切換沖擊。

針對傳統(tǒng)切換控制的缺點，有學(xué)者提出了在傳統(tǒng)切換控制策略基礎(chǔ)上的電壓電流加權(quán)控制。然而，該控制器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且仍然是基于傳統(tǒng)的離網(wǎng)電壓型控制和并網(wǎng)電流型控制，從本質(zhì)上未實現(xiàn)控制器在離并網(wǎng)狀態(tài)下的統(tǒng)一，仍然存在一定程度的離并網(wǎng)切換瞬態(tài)沖擊。還有學(xué)者提出了間接電流控制，其控制思想源自于對逆變器輸出端的穩(wěn)態(tài)電壓平衡關(guān)系。該方法對于穩(wěn)定狀態(tài)下運行的離并網(wǎng)光伏逆變器具有良好的控制效果，然而間接電流控制應(yīng)用于動態(tài)系統(tǒng)時響應(yīng)速度較慢。在控制過程中引入了非線性運算，對控制器的處理速度要求較高，從一定程度上反而增加了系統(tǒng)的控制成本并降低了系統(tǒng)的可靠性。

下垂控制是廣泛應(yīng)用于逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中的一種控制方法，其基本思想源自于同步電機(jī)的下垂外特性，引入下垂方程建立了逆變器輸出電壓幅值頻率和有功無功功率的線性關(guān)系。但是，傳統(tǒng)下垂控制在應(yīng)用于并網(wǎng)控制中存在諸多缺陷。其中，由于下垂方程入口參數(shù)包括逆變器輸出的有功和無功功率，因而控制速度被限制在了工頻周期，最外環(huán)的控制速度較慢，對瞬態(tài)的網(wǎng)側(cè)電壓波動及直流輸入側(cè)的波動無法實現(xiàn)良好的動態(tài)補(bǔ)償。甚至，傳統(tǒng)下垂控制仍然無法對逆變器輸出電流進(jìn)行直接控制，并網(wǎng)狀態(tài)下注入電網(wǎng)中的電能質(zhì)量不可控，并網(wǎng)電流波形無法達(dá)到理想狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決傳統(tǒng)下垂控制無法對逆變器輸出電流進(jìn)行直接控制，并網(wǎng)狀態(tài)下注入電網(wǎng)中的電能質(zhì)量不可控，并網(wǎng)電流波形無法達(dá)到理想狀態(tài)的問題?，F(xiàn)提供基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離/并網(wǎng)控制方法。

基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)控制方法，所述光伏微網(wǎng)系統(tǒng)包括電容c1、電容cac、電容c2、二極管d、全橋逆變電路vd、開關(guān)管t0、電感l(wèi)和電感l(wèi)ac；

電容c1的兩端連接光伏陣列pv的輸出端，電容c1的一端連接電感l(wèi)的一端，電感l(wèi)的另一端同時連接開關(guān)管t0的集電極和二極管d的正極，開關(guān)管t0的發(fā)射極、電容c1的另一端和電容c2的一端均連接全橋逆變電路vd的一個輸入端，電容c2的另一端同時連接二極管d的負(fù)極和全橋逆變電路vd的另一個輸入端；

全橋逆變電路vd的一個輸出端連接電感l(wèi)ac的一端，電感l(wèi)ac的另一端連接電容cac的一端，全橋逆變電路vd的另一個輸出端連接電容cac的另一端，電容cac的兩端與負(fù)載相并聯(lián)；

所述離網(wǎng)控制方法基于離網(wǎng)恒功率輸出模塊1和離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2實現(xiàn)；

所述方法包括以下過程：

步驟一、實時采集電容c1兩端電壓upv、光伏陣列pv輸出電流ipv和電容cac兩端電壓u，離網(wǎng)恒功率輸出模塊1對采集的upv、ipv和u進(jìn)行處理，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號，然后進(jìn)行pwm調(diào)制，調(diào)制后的信號，用來驅(qū)動開關(guān)管t0，從而使前級變換器輸出功率等于后級逆變器輸入的功率；

步驟二、離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2實時采集電容cac兩端電壓u、全橋逆變電路輸出電流iac、電感l(wèi)ac電流il和電容c2兩端電壓udc，udcref與udc作差后進(jìn)行電壓pi調(diào)節(jié)，生成全橋逆變電路輸出電流參考幅值iref；

步驟三、離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2對u、iac、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號，該信號用來驅(qū)動全橋逆變電路的開關(guān)管工作，從而穩(wěn)定直流母線電壓并輸出正弦交流電壓。

步驟一中，生成開關(guān)管t0驅(qū)動的調(diào)制信號的具體過程為：

采用逆下垂方程對電容cac兩端電壓u進(jìn)行處理，獲得光伏陣列輸出的參考功率p，光伏陣列輸出的參考功率p除以電容c1兩端電壓upv，得到ipvref，與光伏陣列pv輸出電流ipv作差后進(jìn)行pi調(diào)節(jié)，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號。

步驟三中，由離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2對u、iac、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號的具體過程為：

步驟三一、根據(jù)iac和u得到全橋逆變電路輸出的無功功率q，采用下垂方程對全橋逆變電路輸出的無功功率q進(jìn)行處理，獲得全橋逆變電路輸出參考角頻率ωref；

步驟三二、iref和ωref通過參考電流生成模塊，生成全橋逆變電路輸出電流參考iacref；

步驟三三、根據(jù)iacref與il作差后進(jìn)行pr控制并進(jìn)行spwm調(diào)制，生成全橋逆變器的驅(qū)動信號。

基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法，所述光伏微網(wǎng)系統(tǒng)包括電容c1、電容cac、電容c2、二極管d、全橋逆變電路vd、開關(guān)管t0、電感l(wèi)和電感l(wèi)ac。

電容c1的兩端連接光伏陣列pv的輸出端，電容c1的一端連接電感l(wèi)的一端，電感l(wèi)的另一端同時連接開關(guān)管t0的集電極和二極管d的正極，開關(guān)管t0的發(fā)射極、電容c1的另一端和電容c2的一端均連接全橋逆變電路vd的一個輸入端，電容c2的另一端同時連接二極管d的負(fù)極和全橋逆變電路vd的另一個輸入端；

全橋逆變電路vd的一個輸出端連接電感l(wèi)ac的一端，電感l(wèi)ac的另一端連接電容cac的一端，全橋逆變電路vd的另一個輸出端連接電容cac的另一端，電容cac的兩端與負(fù)載和電網(wǎng)的公共耦合點相并聯(lián)；

所述并網(wǎng)控制方法基于并網(wǎng)功率最大化輸出模塊3和并網(wǎng)電流輸出模塊4實現(xiàn)；

所述方法包括以下過程：

步驟1、實時采集電容c1兩端電壓upv和光伏陣列pv輸出電流ipv，并網(wǎng)功率最大化輸出模塊3對采集的upv和ipv進(jìn)行處理，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號，然后進(jìn)行pwm調(diào)制，調(diào)制后的信號，用來驅(qū)動開關(guān)管t0，從而實現(xiàn)光伏逆變器最大功率的輸出；

步驟2、并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容c2兩端電壓udc，udcref與udc作差后進(jìn)行電壓pi調(diào)節(jié)，生成全橋逆變電路輸出電流參考幅值iref；

步驟3、并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容cac兩端電壓ugrid和電感l(wèi)ac的電流il，并對ugrid、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號，用以驅(qū)動全橋逆變電路，從而輸出并網(wǎng)電流并穩(wěn)定直流母線電壓。

步驟1中，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號的具體過程為：

采用mppt控制器對upv和ipv進(jìn)行處理，獲得電容c1兩端電壓參考upvref，upvref與upv作差后進(jìn)行電壓pi調(diào)節(jié)，得到開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號。

步驟3中，并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容cac兩端電壓ugrid和電感l(wèi)ac電流il，并對ugrid、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號的具體過程為：

步驟a1、電容cac兩端的電壓ugrid經(jīng)過鎖相環(huán)的處理，得到全橋逆變電路輸出參考相位θref；

步驟a2、全橋逆變電路輸出電流參考幅值iref和逆變器輸出參考相位θref通過參考電流生成模塊，生成全橋逆變電路輸出電流參考iacref；

步驟a3、根據(jù)全橋逆變電路輸出電流參考iacref與il作差后進(jìn)行pr控制并進(jìn)行spwm調(diào)制，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號，用以驅(qū)動全橋逆變電路的開關(guān)管，從而實現(xiàn)直流母線電壓的穩(wěn)定和輸出電流滿足單位功率因數(shù)并網(wǎng)的要求。

步驟一中，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號的具體過程為：

采用逆下垂方程對電容cac兩端電壓u進(jìn)行處理，獲得全橋逆變器輸出的參考功率p，全橋逆變器輸出的參考功率p除以電容c1兩端電壓upv，得到ipvref，與光伏陣列pv輸出電流ipv作差后進(jìn)行pi調(diào)節(jié)，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號。

步驟三中，由離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2對u、iac、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變器的驅(qū)動信號的具體過程為：

步驟三一、根據(jù)iac和u得到全橋逆變電路輸出的無功功率q，采用下垂方程對全橋逆變電路輸出的無功功率q進(jìn)行處理，獲得全橋逆變電路輸出參考角頻率ωref；

步驟三二、iref和ωref通過參考電流生成模塊，生成全橋逆變電路輸出電流參考iacref；

步驟三三、iacref與il作差后進(jìn)行pr控制，然后進(jìn)行spwm調(diào)制，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號。

基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法，所述光伏微網(wǎng)系統(tǒng)包括電容c1、電容cac、電容c2、二極管d、全橋逆變電路vd、開關(guān)管t0、電感l(wèi)和電感l(wèi)ac。

電容c1的兩端連接光伏陣列pv的輸出端，電容c1的一端連接電感l(wèi)的一端，電感l(wèi)的另一端同時連接開關(guān)管t0的集電極，開關(guān)管t0的發(fā)射極、電容c1的另一端、電容c2的一端同時連接全橋逆變電路vd的一個輸入端，電容c2的另一端連接全橋逆變電路vd的另一個輸入端；

全橋逆變電路vd的一個輸出端連接電感l(wèi)ac的一端，電感l(wèi)ac的另一端連接電容cac的一端，全橋逆變電路vd的另一個輸出端連接電容cac的另一端，電容cac的兩端與負(fù)載和電網(wǎng)的公共耦合點相并聯(lián)；

所述并網(wǎng)控制方法基于并網(wǎng)功率最大化輸出模塊3和并網(wǎng)電流輸出模塊4實現(xiàn)；

所述方法包括以下過程：

步驟1、實時采集電容c1兩端電壓upv和光伏陣列pv輸出電流ipv，并網(wǎng)功率最大化輸出模塊3對采集的upv和ipv進(jìn)行處理，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號，然后對開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號進(jìn)行pwm調(diào)制，調(diào)制后的信號，用來驅(qū)動開關(guān)管t0，從而實現(xiàn)逆變器最大功率的輸出；

步驟2、并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容c2兩端電壓udc，udcref與udc作差后進(jìn)行電壓pi調(diào)節(jié)，生成全橋逆變器輸出電流參考幅值iref；

步驟3、并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容cac兩端電壓ugrid和全橋逆變器輸出電流il，并對ugrid、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號，用以驅(qū)動全橋逆變電路開關(guān)管，從而穩(wěn)定直流母線電壓。

步驟1中，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號的具體過程為：

采用mppt控制器對upv和ipv進(jìn)行處理，獲得電容c1兩端電壓參考upvref，upvref與upv作差后進(jìn)行電壓pi調(diào)節(jié)，得到開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號。

步驟3中，并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容cac兩端電壓ugrid和電感電流il，并對ugrid、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號的具體過程為：

步驟a1、電容cac兩端的電壓ugrid經(jīng)過鎖相環(huán)的處理，得到全橋逆變電路輸出參考相位θref；

步驟a2、全橋逆變電路輸出電流參考幅值iref和逆變電路輸出參考相位θref通過參考電流生成模塊，生成全橋逆變電路輸出電流參考iacref；

步驟a3、全橋逆變電路輸出電流參考iacref與il作差后進(jìn)行pr控制，然后進(jìn)行spwm調(diào)制，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號，用以驅(qū)動全橋逆變電路開關(guān)管，從而實現(xiàn)直流母線電壓的穩(wěn)定和輸出電流滿足單位功率因數(shù)并網(wǎng)的要求。

本發(fā)明的有益效果：

本申請在離并網(wǎng)狀態(tài)下均采用統(tǒng)一的電流型控制器，實現(xiàn)了模式切換的順滑過渡，從根本上消除了切換沖擊，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

直流母線電壓在離網(wǎng)和并網(wǎng)狀態(tài)下均由后級進(jìn)行穩(wěn)定，直流母線環(huán)與內(nèi)環(huán)的準(zhǔn)pr控制器在離并網(wǎng)狀態(tài)下保證了控制結(jié)構(gòu)的高度一致性。對于離網(wǎng)和并網(wǎng)的前級控制差異僅在于有功功率參考：離網(wǎng)時由逆變器輸出電壓經(jīng)過逆下垂方程產(chǎn)生，并網(wǎng)時由mppt控制輸出最大功率，本質(zhì)上均屬于恒功率控制。對于離網(wǎng)和并網(wǎng)的后級控制差異僅在于逆變器輸出電流的相位參考：離網(wǎng)時由無功下垂方程產(chǎn)生，并網(wǎng)時采用鎖相環(huán)獲得電網(wǎng)的相位。同時，離并網(wǎng)切換瞬態(tài)前的預(yù)同步過程將保證逆變器輸出相位和電網(wǎng)相位保持一致。因此，本申請最大程度地保證逆變器的離并網(wǎng)無縫切換。

附圖說明

圖1為具體實施方式一所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)控制方法的原理示意圖；

圖2為具體實施方式一所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法的原理示意圖；

圖3為并聯(lián)逆變器離網(wǎng)到并網(wǎng)切換瞬間實驗波形圖；

圖4為并聯(lián)逆變器并網(wǎng)到離網(wǎng)切換瞬間實驗波形圖。

具體實施方式

具體實施方式一：參照圖1體說明本實施方式，本實施方式所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)控制方法，所述光伏微網(wǎng)系統(tǒng)包括電容c1、電容cac、電容c2、二極管d、全橋逆變電路vd、開關(guān)管t0、電感l(wèi)和電感l(wèi)ac；

電容c1的兩端連接光伏陣列pv的輸出端，電容c1的一端連接電感l(wèi)的一端，電感l(wèi)的另一端同時連接開關(guān)管t0的集電極和二極管d的正極，開關(guān)管t0的發(fā)射極、電容c1的另一端和電容c2的一端均連接全橋逆變電路vd的一個輸入端，電容c2的另一端同時連接二極管d的負(fù)極和全橋逆變電路vd的另一個輸入端；

全橋逆變電路vd的一個輸出端連接電感l(wèi)ac的一端，電感l(wèi)ac的另一端連接電容cac的一端，全橋逆變電路vd的另一個輸出端連接電容cac的另一端，電容cac的兩端與負(fù)載相并聯(lián)；

所述離網(wǎng)控制方法基于離網(wǎng)恒功率輸出模塊1和離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2實現(xiàn)；

所述方法包括以下過程：

步驟一、實時采集電容c1兩端電壓upv、光伏陣列pv輸出電流ipv和電容cac兩端電壓u，離網(wǎng)恒功率輸出模塊1對采集的upv、ipv和u進(jìn)行處理，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號，然后進(jìn)行pwm調(diào)制，調(diào)制后的信號，用來驅(qū)動開關(guān)管t0，從而使前級變換器輸出功率等于后級逆變器輸入的功率；

步驟二、離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2實時采集電容cac兩端電壓u、全橋逆變電路輸出電流iac、電感l(wèi)ac電流il和電容c2兩端電壓udc，udcref與udc作差后進(jìn)行電壓pi調(diào)節(jié)，生成全橋逆變電路輸出電流參考幅值iref；

步驟三、離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2對u、iac、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號，該信號用來驅(qū)動全橋逆變電路的開關(guān)管工作，從而穩(wěn)定直流母線電壓并輸出正弦交流電壓。

本實施方式中，由圖1和圖2可以看到，圖1和圖2采用統(tǒng)一的電流控制器，滿足了無縫切換控制的技術(shù)前提。同時，直流母線電壓在離網(wǎng)和并網(wǎng)狀態(tài)下均由后級進(jìn)行穩(wěn)定，直流母線環(huán)與內(nèi)環(huán)的準(zhǔn)pr控制器在離并網(wǎng)狀態(tài)下保證了控制結(jié)構(gòu)的高度一致性。由切換前后的控制策略比較可以看出，前級控制差異僅在于有功功率參考：離網(wǎng)時由逆變器輸出電壓經(jīng)過逆下垂方程產(chǎn)生，并網(wǎng)時由mppt控制輸出最大功率，本質(zhì)上均屬于恒功率控制。后級控制差異僅在于逆變器輸出電流的相位參考：離網(wǎng)時由無功下垂方程產(chǎn)生，并網(wǎng)時采用鎖相環(huán)獲得電網(wǎng)的相位。同時，離并網(wǎng)切換瞬態(tài)前的預(yù)同步過程將保證逆變器輸出相位和電網(wǎng)相位保持一致。因此，從理論分析角度而言，本文提出的電流型無縫切換控制策略可以最大程度地保證逆變器的離并網(wǎng)無縫切換。

具體實施方式二：本實施方式是對具體實施方式一所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)控制方法作進(jìn)一步說明，本實施方式中，步驟一中，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號的具體過程為：

采用逆下垂方程對電容cac兩端電壓u進(jìn)行處理，獲得全橋逆變器輸出的參考功率p，全橋逆變器輸出的參考功率p除以電容c1兩端電壓upv，得到ipvref，與光伏陣列pv輸出電流ipv作差后進(jìn)行pi調(diào)節(jié)，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號。

具體實施方式三：本實施方式是對具體實施方式一所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)控制方法作進(jìn)一步說明，本實施方式中，步驟三中，由離網(wǎng)逆變電壓輸出模塊2對u、iac、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變器的驅(qū)動信號的具體過程為：

步驟三一、根據(jù)iac和u得到全橋逆變電路輸出的無功功率q，采用下垂方程對全橋逆變電路輸出的無功功率q進(jìn)行處理，獲得全橋逆變電路輸出參考角頻率ωref；

步驟三二、iref和ωref通過參考電流生成模塊，生成全橋逆變電路輸出電流參考iacref；

步驟三三、iacref與il作差后進(jìn)行pr控制，然后進(jìn)行spwm調(diào)制，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號。

具體實施方式四：本實施方式是對具體實施方式三所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)控制方法作進(jìn)一步說明，本實施方式中，采用下垂方程對全橋逆變電路輸出的無功功率q進(jìn)行處理，獲得全橋逆變電路輸出參考角頻率ωref的過程為：

將全橋逆變電路輸出的無功功率q輸入到下垂方程：f＝f0+kq(q-q0)，獲得全橋逆變器生成的實際輸出頻率f；

式中，f0為參考頻率，kq為無功下垂系數(shù)，q0為全橋逆變電路的無功參考功率，

再根據(jù)全橋逆變電路生成的實際輸出頻率f獲得全橋逆變電路輸出參考角頻率ωref。

本實施方式中，當(dāng)光伏微網(wǎng)系統(tǒng)中采用n個并聯(lián)的全橋逆變器時，下垂方程為：

fn＝f0n+kqn(qn-q0n)，

式中，f0n為第n個全橋逆變器的參考頻率，kqn為第n個全橋逆變器的無功下垂系數(shù)，q0n為第n個全橋逆變器的無功參考功率，qn為第n個全橋逆變器實際輸出的無功功率。

具體實施方式五：本實施方式是對具體實施方式二所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)控制方法作進(jìn)一步說明，本實施方式中，采用逆下垂方程對電容cac兩端的電壓u進(jìn)行處理，獲得全橋逆變電路輸出的參考功率p的過程為：

將電容cac兩端的電壓u輸入到逆下垂方程：p＝p0-kp(u-u0)，獲得全橋逆變電路輸出的參考功率p；

式中，p0為光伏/全橋逆變器的裝機(jī)容量，kp為全橋逆變器逆下垂電壓幅值系數(shù)，u0為全橋逆變器的輸出參考電壓有效值。

本實施方式中，當(dāng)光伏微網(wǎng)系統(tǒng)中采用n個并聯(lián)的全橋逆變器時，逆下垂方程為：

pn＝p0n-kpn(un-u0n)，

式中，pn為第n個全橋逆變器逆下垂方程生成的輸出參考功率，p0n為第n個全橋逆變器光伏/全橋逆變器的裝機(jī)容量，un為第n個全橋逆變器的實際輸出電壓有效值，u0n為第n個全橋逆變器輸出參考電壓有效值。

具體實施方式六：參照圖2具體說明本實施方式，本實施方式所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法，所述光伏微網(wǎng)系統(tǒng)包括電容c1、電容cac、電容c2、二極管d、全橋逆變電路vd、開關(guān)管t0、電感l(wèi)和電感l(wèi)ac。

電容c1的兩端連接光伏陣列pv的輸出端，電容c1的一端連接電感l(wèi)的一端，電感l(wèi)的另一端同時連接開關(guān)管t0的集電極和二極管d的正極，開關(guān)管t0的發(fā)射極、電容c1的另一端和電容c2的一端均連接全橋逆變電路vd的一個輸入端，電容c2的另一端同時連接二極管d的負(fù)極和全橋逆變電路vd的另一個輸入端；

全橋逆變電路vd的一個輸出端連接電感l(wèi)ac的一端，電感l(wèi)ac的另一端連接電容cac的一端，全橋逆變電路vd的另一個輸出端連接電容cac的另一端，電容cac的兩端與負(fù)載和電網(wǎng)的公共耦合點相并聯(lián)；

所述并網(wǎng)控制方法基于并網(wǎng)功率最大化輸出模塊3和并網(wǎng)電流輸出模塊4實現(xiàn)；

所述方法包括以下過程：

步驟1、實時采集電容c1兩端電壓upv和光伏陣列pv輸出電流ipv，并網(wǎng)功率最大化輸出模塊3對采集的upv和ipv進(jìn)行處理，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號，然后對開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號進(jìn)行pwm調(diào)制，調(diào)制后的信號，用來驅(qū)動開關(guān)管t0，從而實現(xiàn)逆變器最大功率的輸出；

步驟2、并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容c2兩端電壓udc，udcref與udc作差后進(jìn)行電壓pi調(diào)節(jié)，生成全橋逆變器輸出電流參考幅值iref；

步驟3、并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容cac兩端電壓ugrid和全橋逆變器輸出電流il，并對ugrid、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號，用以驅(qū)動全橋逆變電路開關(guān)管，從而穩(wěn)定直流母線電壓。

具體實施方式七：本實施方式是對具體實施方式六所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法作進(jìn)一步說明，本實施方式中，步驟1中，生成開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號的具體過程為：

采用mppt控制器對upv和ipv進(jìn)行處理，獲得電容c1兩端電壓參考upvref，upvref與upv作差后進(jìn)行電壓pi調(diào)節(jié)，得到開關(guān)管t0驅(qū)動調(diào)制信號。

具體實施方式八：本實施方式是對具體實施方式六所述的基于逆下垂控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法作進(jìn)一步說明，本實施方式中，步驟3中，并網(wǎng)電流輸出模塊4實時采集電容cac兩端電壓ugrid和電感電流il，并對ugrid、il和iref進(jìn)行處理，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號的具體過程為：

步驟a1、電容cac兩端的電壓ugrid經(jīng)過鎖相環(huán)的處理，得到全橋逆變電路輸出參考相位θref；

步驟a2、全橋逆變電路輸出電流參考幅值iref和逆變電路輸出參考相位θref通過參考電流生成模塊，生成全橋逆變電路輸出電流參考iacref；

步驟a3、全橋逆變電路輸出電流參考iacref與il作差后進(jìn)行pr控制，然后進(jìn)行spwm調(diào)制，生成全橋逆變電路的驅(qū)動信號，用以驅(qū)動全橋逆變電路開關(guān)管，從而實現(xiàn)直流母線電壓的穩(wěn)定和輸出電流滿足單位功率因數(shù)并網(wǎng)的要求。

為了驗證本發(fā)明方法的實用性，在光伏微網(wǎng)系統(tǒng)中采用兩級式光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計了兩臺額定功率1kw的實驗樣機(jī)。光伏輸入電壓為200v～300v，逆變器輸出額定電壓為220vac、50hz，開關(guān)頻率為10khz。

圖3為并聯(lián)逆變器離網(wǎng)到并網(wǎng)切換瞬間實驗波形圖。1號逆變器和2號逆變器本地負(fù)載分別為500ω和120ω，2.06s之前兩逆變器離網(wǎng)并聯(lián)運行，共同分擔(dān)500w本地負(fù)載功率。同時，兩逆變器通過軟件鎖相環(huán)啟動電網(wǎng)預(yù)同步程序，使并聯(lián)系統(tǒng)相位逐漸與電網(wǎng)保持一致。鎖相成功后觸發(fā)并網(wǎng)動作，并網(wǎng)靜態(tài)開關(guān)吸合，同時兩逆變器上位機(jī)控制策略同時轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍筒⒕W(wǎng)控制策略。兩逆變器前級光伏最大功率點輸出功率均為700w，并網(wǎng)運行狀態(tài)下將多余的900w有功功率輸入到電網(wǎng)中。由實驗結(jié)果可以看到，兩逆變器輸出側(cè)在并網(wǎng)瞬間均沒有產(chǎn)生電流沖擊，模式切換平滑過渡。并網(wǎng)之后兩逆變器輸出電流和迅速達(dá)到最大輸出3.1a，經(jīng)過兩個周波的調(diào)節(jié)過程后，電流正弦度良好。并網(wǎng)電流在2.06s切換點之后迅速增加，在約三個周波的調(diào)節(jié)過程后達(dá)到穩(wěn)態(tài)輸出，并網(wǎng)電流正弦度良好，幅值約為4a。

圖4為并聯(lián)逆變器并網(wǎng)到離網(wǎng)切換瞬間實驗波形圖。在5.06s之前兩逆變器處于并網(wǎng)狀態(tài)，5.06s處由上位機(jī)控制并網(wǎng)靜態(tài)開關(guān)斷開，同時上位機(jī)控制兩逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)殡x網(wǎng)控制策略。由實驗結(jié)果可以看出，在切換點之后的三個周波調(diào)節(jié)過程后，兩逆變器迅速恢復(fù)穩(wěn)態(tài)并聯(lián)運行，輸出電流正弦度良好且實現(xiàn)本地負(fù)載功率均分。由此可以驗證控制策略在微網(wǎng)級別的并聯(lián)逆變器系統(tǒng)控制中，可以保證離并網(wǎng)運行模式的無縫切換。

圖3和圖4中的uac1為1號逆變器輸出電壓瞬時值，iload1為1號逆變器負(fù)載電流瞬時值，iac1為1號逆變器輸出電流瞬時值，uac2為2號逆變器輸出電壓瞬時值，iload2為2號逆變器負(fù)載電流瞬時值，iac2為2號逆變器輸出電流瞬時值，ugrid為電網(wǎng)電壓瞬時值，igrid為逆變器并網(wǎng)總電流瞬時值。