第一濾波電感的電流，得到電感電流瞬時值反饋信號im，并與輸出電壓瞬時值反饋信號IW1經(jīng)功率計算單元得到無功功率反饋信號Qtjfl;無功功率瞬時值基準(zhǔn)信號Q Mfl與無功功率反饋信號9。?相減后經(jīng)無功功率調(diào)節(jié)器得到無功功率誤差信號
[0040](3)電網(wǎng)電壓瞬時值反饋信號Ugfl經(jīng)相角計算單元得到第一電網(wǎng)電壓相位信號9gll和第二電網(wǎng)電壓相位信號Θ g21，第一電網(wǎng)電壓相位信號0gn超前第二電網(wǎng)電壓相位信號9g2190度，輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號UOTrfl與第一電網(wǎng)電壓相位信號Θ gll的乘積加上無功功率誤差信號Qe與第二電網(wǎng)電壓相位信號Θ g21的乘積，得到輸出瞬時值電壓基準(zhǔn)信號
Uorefl ?
[0041](4)輸出電壓瞬時值基準(zhǔn)信號uOTrfl減去輸出電壓瞬時值反饋信號u后經(jīng)輸出電壓調(diào)節(jié)器單元得到電感電流瞬時值基準(zhǔn)信號ihfl;電感電流瞬時值基準(zhǔn)信號i tofl減去電感電流瞬時值反饋信號^?后經(jīng)電感電流調(diào)節(jié)器得到第一調(diào)制信號urt，第一調(diào)制信號1^經(jīng)過第一驅(qū)動信號產(chǎn)生單元后得到并網(wǎng)逆變器的功率開關(guān)管S11至S 14的驅(qū)動信號。子并網(wǎng)逆變器22的控制方法與子并網(wǎng)逆變器21相同，不重復(fù)敘述。
[0042]若發(fā)電單元11的功率大于發(fā)電單元12，則子并網(wǎng)逆變器21的輸出電壓幅值大于子并網(wǎng)逆變器22 ;若發(fā)電單元11的功率小于發(fā)電單元12，則子并網(wǎng)逆變器21的輸出電壓幅值小于子并網(wǎng)逆變器22 ;若發(fā)電單元11的功率等于發(fā)電單元12，則子并網(wǎng)逆變器21的輸出電壓幅值等于子并網(wǎng)逆變器22，子并網(wǎng)逆變器21和22的輸出電壓幅值之和等于電網(wǎng)電壓，且與電網(wǎng)電壓同相位。
[0043]圖6是三臺子并網(wǎng)逆變器輸出有功功率依次分別為75W、100W、125W，輸出無功功率均為OVar的穩(wěn)態(tài)波形圖，其橫、縱坐標(biāo)分別為時間t、電壓V，i。為輸出電流。由圖6可以看出，各臺并網(wǎng)逆變器的輸出電壓滿足關(guān)系第I子并網(wǎng)逆變器輸出電壓Utjl最小、第2子并網(wǎng)逆變器輸出電壓Utj2其次、第2子并網(wǎng)逆變器輸出電壓u。3最大。
[0044]圖7是第1、第3子并網(wǎng)逆變器輸出有功功率均為100W，第2并網(wǎng)逆變器輸出有功功率由100W突變?yōu)?00W的動態(tài)波形圖；由圖7可知，第2并網(wǎng)逆變器輸出有功功率突變之前，三臺并網(wǎng)逆變器的輸出電壓相等，功率突變后，第2子并網(wǎng)逆變器的輸出電壓11。2最大，第1、第3子并網(wǎng)逆變器的輸出電壓UtjlA3相等，但小于第3并網(wǎng)逆變器的輸出電壓u。2，驗證了交流串聯(lián)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)及其逆變器控制方法的正確性。
[0045]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種交流串聯(lián)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，包括光伏組件和并網(wǎng)逆變器，所述光伏組件包括第I?第η子光伏組件，并網(wǎng)逆變器包括第I?第η子并網(wǎng)逆變器，η為大于I的自然數(shù)，每個子光伏組件的輸出端對應(yīng)連接一臺子并網(wǎng)逆變器的的輸入端，每臺子并網(wǎng)逆變器均包含直流母線電容、逆變功率電路和輸出濾波電路，其特征在于:所述輸出濾波電路包括第一濾波電感、第二濾波電感和交流濾波電容，所述第i子光伏組件的輸出端經(jīng)第i子并網(wǎng)逆變器的直流母線電容與該并網(wǎng)逆變器的逆變功率電路的輸入端連接，第i子并網(wǎng)逆變器的交流濾波電容的兩端分別經(jīng)該子并網(wǎng)逆變器的第一、第二濾波電感與該子并網(wǎng)逆變器的逆變功率電路的輸出端連接，其中，i = I, 2，…，η ;所述第j子并網(wǎng)逆變器的交流濾波電容與第一濾波電感的公共端連接第j-ι子并網(wǎng)逆變器的交流濾波電容與第二濾波電感的公共端，其中，j = 2，3，…，η ;所述第I子并網(wǎng)逆變器的交流濾波電容與第一濾波電感的公共端、第η子并網(wǎng)逆變器的交流濾波電容與第二濾波電感的公共端分別接入電網(wǎng)。
2.基于權(quán)利要求1所述一種交流串聯(lián)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括η個子控制系統(tǒng)，每個子控制系統(tǒng)一一對應(yīng)控制一臺子并網(wǎng)逆變器，所述子控制系統(tǒng)包括母線電壓采樣電路、電感電流采樣電路、輸出電壓采樣電路和逆變及串聯(lián)控制功能模塊；所述逆變及串聯(lián)控制功能模塊包括母線電壓調(diào)節(jié)器、相角計算單元、功率計算單元、輸出電壓調(diào)節(jié)器、無功功率調(diào)節(jié)器、電感電流調(diào)節(jié)器、驅(qū)動信號產(chǎn)生單元、第一?第二乘法單元、第一?第四減法單元和加法單元；所述母線電壓采樣電路的輸入端連接直流母線電容，它的輸出端連接第一減法單元的正輸入端，第一減法單元的輸出端經(jīng)母線電壓調(diào)節(jié)器與第一乘法單元的第一輸入端連接，第一乘法單元的輸出端連接加法單元的第一輸入端，加法單元的輸出端連接第二減法單元的正輸入端，第二減法單元的輸出端經(jīng)輸出電壓調(diào)節(jié)器與第三減法單元的正輸入端連接，第三減法單元的輸出端經(jīng)電感電流調(diào)節(jié)器與驅(qū)動信號產(chǎn)生單元的輸入端連接，驅(qū)動信號產(chǎn)生單元的輸出端連接逆變功率電路，所述電感電流采樣電路的輸入端連接逆變功率電路的輸出端，電感電流采樣電路的輸出端分別連接功率計算單元的第一輸入端和第三減法單元的負(fù)輸入端，功率計算單元的輸出端連接第四減法單元的負(fù)輸入端，第四減法單元的輸出端經(jīng)無功功率調(diào)節(jié)器與第二乘法單元的第一輸入端連接，第二乘法單元的輸出端連接加法單元的第二輸入端，所述輸出電壓采樣電路的輸入端連接輸出濾波電路的輸出端，輸出電壓采樣電路的輸出端分別連接功率計算單元的第二輸入端、相角計算單元的輸入端以及第二減法單元的負(fù)輸入端，相角計算單元的第一輸出端連接第一乘法單元的第二輸入端，相角計算單元的第二輸出端連接第二乘法單元的第二輸入端，第二乘法單元的輸出端連接加法單元的第二輸入端。
3.基于權(quán)利要求2所述控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)采用母線電壓采樣電路測量直流母線電容的電壓，得到直流母線電壓反饋信號，并與直流母線電壓基準(zhǔn)信號相減后通過母線電壓調(diào)節(jié)器得到輸出電壓幅值給定信號； (2)采用輸出電壓采樣電路測量交流濾波電容和電網(wǎng)的電壓，得到輸出電壓瞬時值反饋信號和電網(wǎng)電壓瞬時值反饋信號，采用電感電流采樣電路測量第一濾波電感的電流，得到電感電流瞬時值反饋信號，并與輸出電壓瞬時值反饋信號經(jīng)功率計算單元得到無功功率反饋信號；無功功率瞬時值基準(zhǔn)信號與無功功率反饋信號相減后經(jīng)無功功率調(diào)節(jié)器得到無功功率誤差?目號； (3)電網(wǎng)電壓瞬時值反饋信號經(jīng)相角計算單元得到第一電網(wǎng)電壓相位信號和第二電網(wǎng)電壓相位信號，第一電網(wǎng)電壓相位信號超前第二電網(wǎng)電壓相位信號90度，輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號與第一電網(wǎng)電壓相位信號的乘積加上無功功率誤差信號與第二電網(wǎng)電壓相位信號的乘積，得到輸出瞬時值電壓基準(zhǔn)信號； (4)輸出電壓瞬時值基準(zhǔn)信號減去輸出電壓瞬時值反饋信號后經(jīng)輸出電壓調(diào)節(jié)器單元得到電感電流瞬時值基準(zhǔn)信號；電感電流瞬時值基準(zhǔn)信號減去電感電流瞬時值反饋信號后經(jīng)電感電流調(diào)節(jié)器得到調(diào)制信號，調(diào)制信號經(jīng)驅(qū)動信號產(chǎn)生單元得到逆變功率電路的開關(guān)管驅(qū)動信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述控制方法，其特征在于:當(dāng)交流串聯(lián)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中只有一臺子并網(wǎng)逆變器工作，則所述輸出電壓瞬時值反饋信號和電網(wǎng)電壓瞬時值反饋信號相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述控制方法，其特征在于:當(dāng)交流串聯(lián)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中有m臺子并網(wǎng)逆變器工作，其中，2，則輸出電壓瞬時值反饋信號和電網(wǎng)電壓瞬時值反饋信號不相等，且電網(wǎng)電壓瞬時值反饋信號等于電網(wǎng)電壓除以m。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種交流串聯(lián)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)和方法，所述交流串聯(lián)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)包括光伏組件和并網(wǎng)逆變器，光伏組件包括n個子光伏組件，并網(wǎng)逆變器包括n臺子并網(wǎng)逆變器，每個子光伏組件輸出端均與一臺子并網(wǎng)逆變器的輸入端串接，每臺子并網(wǎng)逆變器均輸出交流正弦電壓和電流，各臺子并網(wǎng)逆變器輸出端串接，輸出電壓有效值之和等于電網(wǎng)電壓有效值，各臺子并網(wǎng)逆變器的輸出電流幅值和相位相同，輸出功率最大的并網(wǎng)逆變器輸出電壓有效值最大，輸出功率最小的并網(wǎng)逆變器輸出電壓有效值最小。本發(fā)明解決了現(xiàn)有級聯(lián)H橋型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其控制方法存在的缺陷。
【IPC分類】H02J3-38
【公開號】CN104638676
【申請?zhí)枴緾N201510086817
【發(fā)明人】張犁, 趙晉泉
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月17日