一種無需交直流電流傳感器的多電平光伏逆變裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種無需交直流電流傳感器的多電平光伏逆變裝置，屬于發(fā)電、變電 或配電技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源是人類社會存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎。目前能源緊缺、環(huán)境惡化的日趨嚴重是 關乎人類生存及發(fā)展的全球性問題?？稍偕茉磳儆诳裳h(huán)使用的清潔能源，由于其資源 十分豐富，且不受地域限制，可就地利用，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻们熬?，是未來能源?統(tǒng)的希望。
[0003] 太陽能是一種巨量的可再生能源，太陽直接福射到地球的能量十分豐富，分布廣 泛，不會污染環(huán)境，清潔干凈。中國也擁有豐富的太陽能資源，目前可開發(fā)的太陽能是21039 億千瓦，若將1 %的中國沙漠裝上光伏，總?cè)萘繉⑦_到13億千瓦，超過我國目前所有能源發(fā) 電的裝機容量。
[0004] 當今世界各國特別是發(fā)達國家對光伏發(fā)電技術(shù)十分重視，其開發(fā)和利用已經(jīng)歷了 幾十年，逐漸成為綠色能源領域的前沿技術(shù)。國際上，光伏發(fā)電無論從技術(shù)上還是從規(guī)模上 已經(jīng)比較成熟，已進入商業(yè)化運作階段，并且已主要用于城市的并網(wǎng)發(fā)電。我國太陽能光伏 發(fā)電起步較晚，80年代中后期初具規(guī)模，90年代W來技術(shù)在不斷成熟，無論是產(chǎn)業(yè)化方面還 是應用方面都發(fā)展很快，目前多應用在邊遠無電地區(qū)獨立式發(fā)電，例如在甘肅、西藏、新疆 等地建立了 W光伏發(fā)電為基礎的電力設施。而并網(wǎng)發(fā)電及城市應用起步較晚，隨著國家對 新能源的日益重視及一系列優(yōu)惠政策的頒布，我國太陽能發(fā)電增長迅速，2013年全年新增 容量超過1000萬，是2012年的近3倍，至2013年底，我國光伏發(fā)電裝機容量已超過1700萬千 瓦。
[0005] 并網(wǎng)光伏發(fā)電是由光伏逆變器將光伏電池板輸出的直流電逆變成交流接入電網(wǎng)， 逆變器含有一定的高頻開關引起的高頻諧波，大規(guī)模光伏發(fā)電并網(wǎng)也帶來諧波問題，高頻 諧波的危害嚴重。W往采取并聯(lián)LC或LCL濾波的方法，還是有一定的高頻諧波注入電網(wǎng)，雖 然Ξ電平逆變器的波形要好于兩電平逆變器，但是還不能完全濾除高頻成分。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種應用陷波器濾除并網(wǎng) 電流中的高頻分量的逆變器。
[0007] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是:一種無需交直流電流傳感器的多 電平光伏逆變裝置，其特征在于包括:逆變控制器、MPPT控制器、直流升壓單元、多電平逆變 單元和陷波器;所述直流升壓單元、多電平逆變單元和陷波器依次串聯(lián)，所述陷波器的輸出 端連接有電壓互感器;所述逆變控制器的控制端與所述多電平逆變單元受控端相連，所述 MPPT控制器的控制端與所述直流升壓單元的受控端相連;所述逆變控制器的通訊端與所述 MPPT控制器的通訊端相連，所述逆變控制器的電壓信號輸入端與所述電壓互感器的輸出端 相連;所述逆變控制器接收所述電壓互感器上的電壓后，進行前饋控制計算，再將計算結(jié)果 反饋給所述MPPT控制器，所述MPPT控制器根據(jù)收到的反饋結(jié)果控制所述直流升壓單元的轉(zhuǎn) 換系數(shù)，W保證所述直流升壓單元傳輸給所述多電平逆變單元的電平恒定。
[0008] 上述技術(shù)方案的改進是:所述前饋控制計算是無需交直流電流的基于所述陷波器 的電網(wǎng)側(cè)電壓的前饋控制計算，該電流前饋控制計算包括第一加法器輸出fi計算、第二加 法器輸出f2計算、第Ξ加法器輸出f3計算、第四加法器輸出f4計算及第五加法器輸出fs計 算，算式如下，
[0009] fi = i*-iXH(s)
[0010] f2 = fi XGi(s)
[0011] f3=(f2_e*)/ZL
[0012] f4=i-f3
[0013] f 已二 e*-Vac
[0014] e* = f4XZc
[0015] i = f 已/Zlc
[0016] 上式中，
[0017] e*為所述多電平逆變單元的輸出電壓計算值；
[0018] Va。為所述陷波器的網(wǎng)側(cè)電壓測量值；
[0019] i為所述陷波器電流的估算值；
[0020] 所述陷波器的網(wǎng)側(cè)電流參考值；
[0021] H(s)為所述陷波器電流的反饋系數(shù)，0<||H(S)M<1;
[0022] Gi(s)為系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，0<| |Gi(s)||<l;
[0023] Zl(s)為所述陷波器的電感阻抗，Zc(s)為所述陷波器的電容阻抗，Zlc為所述陷波 器回路中電容與電感的綜合阻抗；
[0024] 此外，所述直流升壓單元輸出端的直流母線上功率的計算值確為
η為所述多電平逆變單元的轉(zhuǎn)換效率。
[0025] 上述技術(shù)方案的改進是:所述陷波器為一個并聯(lián)諧振回路，且組成所述并聯(lián)諧振 回路的電感值L和電容值C與所述多電平逆變單元的開關頻率fs滿足
[0026] 上述技術(shù)方案的改進是：當該變流裝置在工作狀態(tài)下，所述直流升壓單元用于為 所述多電平逆變單元提供恒定電平信號，所述多電平逆變單元用于將收到的電平信號進行 逆變輸出交變信號;所述多電平逆變單元為Ξ電平電逆變電路。
[0027] 本發(fā)明提供的于陷波器的多電平光伏逆變裝置通過陷波器消除在逆變電路上產(chǎn) 生的高頻諧波分量，使得發(fā)電機組并網(wǎng)供電時不會有高頻諧波分量影響到電網(wǎng)運行的整體 穩(wěn)定。同時通過限波器兩端電壓，計算出電流，取代了交流電流傳感器;通過轉(zhuǎn)換效率計算 儲能單元輸出功率，取消了直流傳感器，解決了交直流傳感器帶來的測量精度和穩(wěn)定性問 題。
【附圖說明】
[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：
[0029] 圖1是本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖2是圖1中的多電平逆變單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖3是圖1中逆變控制器的電路圖。
[0032] 圖4是圖1中MPPT控制器的電路圖。
[0033] 圖5是本發(fā)明實施例前饋控制計算的邏輯框圖。
[0034] 圖中標號示意如下：1-逆變控制器，2-MPPT控制器，3-直流升壓單元，4-多電平逆 變單元，5-陷波器。
【具體實施方式】
[00對實施例
[0036] 本實施例的無需交直流電流傳感器的多電平光伏逆變裝置，如圖1所示，包括:逆 變控制器UMPPT控制器2、直流升壓單元3、多電平逆變單元4和陷波器5。直流升壓單元3、多 電平逆變單元4和陷波器5依次串聯(lián)，所述陷波器5的輸出端連接有電壓互感器;逆變控制器 1的控制端與多電平逆變單元4受控端相連，MPPT控制器2的控制端與的直流升壓單元3的受 控端相連;逆變控制器1的通訊端與MPPT控制器2的通訊端相連，逆變控制器1的電壓信號輸 入端與電壓互感器6的輸出端相連。
[0037] 多電平逆變單元4如圖2所示，采用Ξ電平逆變電路，運樣逆變之后的波形更接近 正弦波。
[003引如圖