一種級聯(lián)型光伏逆變器及其并網(wǎng)控制方法與控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏新能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種級聯(lián)型光伏逆變器及其并網(wǎng)控制方法與控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]級聯(lián)型多電平逆變器系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖如圖1所示，由N個DCAC變換器的輸出直接串聯(lián)，組成多電平，再經(jīng)濾波器濾波后并網(wǎng)。其輸入端連接N個相互獨立的直流源，通常通過采用變壓器的二次繞組通過二極管整流來實現(xiàn)，或者直接以N個電池作為輸入直流源，在這些應(yīng)用領(lǐng)域上更多考慮的是如何實現(xiàn)N個直流源的功率均衡的問題。
[0003]隨著近年來光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將級聯(lián)型多電平逆變器應(yīng)用到光伏逆變器領(lǐng)域的想法也逐漸成形，多個光伏組件自然形成多個獨立的直流源，可以實現(xiàn)模塊級別的MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率點跟蹤)。
[0004]然而，由于各個光伏組件的工作情況不同，各個獨立的DCAC變換器的輸入電壓有可能不一致，其輸出功率也將隨著光伏組件的差異而產(chǎn)生差異；因此傳統(tǒng)的功率均衡控制方法已不再適用，需要尋求各個DCAC變換器進行輸入電壓獨立控制、輸出功率獨立控制的新型級聯(lián)型光伏逆變器的并網(wǎng)控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種級聯(lián)型光伏逆變器及其并網(wǎng)控制方法與控制器，為各個DCAC變換器提供輸入電壓的獨立控制及輸出功率的獨立控制。
[0006]為實現(xiàn)所述目的，本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下:
[0007]—種級聯(lián)型光伏逆變器的并網(wǎng)控制方法，應(yīng)用于級聯(lián)型光伏逆變器的控制器，所述級聯(lián)型光伏逆變器包括所述控制器和分別與所述控制器及N個光伏組件相連的N個子模塊;N為正整數(shù);所述子模塊包括DCAC變換器;所述級聯(lián)型光伏逆變器的并網(wǎng)控制方法包括:
[0008]分別對每個所述光伏組件進行最大功率點跟蹤MPPT算法的計算，獲得每個所述光伏組件的輸出電壓指令值；
[0009]根據(jù)N-1個所述光伏組件的所述輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，以及采集到的電網(wǎng)電壓，計算得到分別與所述N-1個光伏組件對應(yīng)相連的N-1個所述DCAC變換器的調(diào)制波；
[0010]根據(jù)每個所述光伏組件的輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，以及所述電網(wǎng)電壓，計算得到所述級聯(lián)型光伏逆變器的總輸出電流指令值；
[0011]根據(jù)所述總輸出電流指令值和采集得到的總輸出電流實際值及所述電網(wǎng)電壓，計算得到所述級聯(lián)型光伏逆變器的總調(diào)制波；
[0012]根據(jù)所述總調(diào)制波和所述N-1個DCAC變換器的調(diào)制波進行求差計算，得到最后一個所述DCAC變換器的調(diào)制波。
[0013]優(yōu)選的，分別對每個所述光伏組件進行MPPT算法的計算的步驟包括:
[0014]采集每個所述DCAC變換器的輸入電壓值和輸入電流值；
[0015]根據(jù)所述輸入電壓值和所述輸入電流值進行MPPT算法的計算。
[0016]優(yōu)選的，根據(jù)N-1個所述光伏組件的所述輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，以及采集到的電網(wǎng)電壓，計算得到分別與所述N-1個光伏組件對應(yīng)相連的N-1個所述DCAC變換器的調(diào)制波的步驟包括:
[0017]根據(jù)所述N-1個光伏組件的所述輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，計算所述N-1個光伏組件的所述輸出電壓指令值減去所述輸出電壓實際值得到的差值；
[0018]分別對所述N-1個光伏組件的所述差值進行PI調(diào)節(jié)運算，得到分別與所述N-1個光伏組件對應(yīng)相連的N-1個所述DCAC變換器的調(diào)制波峰值；
[0019]對采集到的所述電網(wǎng)電壓進行鎖相計算，得到所述電網(wǎng)電壓的相位；
[0020]根據(jù)所述N-1個DCAC變換器的調(diào)制波峰值及所述電網(wǎng)電壓的相位，計算得到所述N-1個DCAC變換器的調(diào)制波。
[0021]優(yōu)選的，根據(jù)每個所述光伏組件的輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，以及所述電網(wǎng)電壓，計算得到所述級聯(lián)型光伏逆變器的總輸出電流指令值的步驟包括:
[0022]根據(jù)每個所述光伏組件的所述輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，計算每個所述光伏組件的所述輸出電壓指令值減去所述輸出電壓實際值得到的差值；
[0023]對每個所述光伏組件的所述差值進行求和計算，得到N個所述光伏組件的總差值；
[0024]對所述總差值進行PI調(diào)節(jié)運算，得到總輸出電流指令值峰值；
[0025]根據(jù)所述電網(wǎng)電壓的相位和所述總輸出電流指令值峰值，計算得到所述總輸出電流指令值。
[0026]優(yōu)選的，根據(jù)所述總輸出電流指令值和采集得到的總輸出電流實際值及所述電網(wǎng)電壓，計算得到所述級聯(lián)型光伏逆變器的總調(diào)制波的步驟包括:
[0027]計算得到所述總輸出電流指令值減去所述總輸出電流實際值的差值；
[0028]對所述差值進行PI調(diào)節(jié)運算，得到所述級聯(lián)型光伏逆變器的濾波電感電壓值；
[0029]以所述電網(wǎng)電壓作為前饋調(diào)節(jié)，對所述濾波電感電壓值與所述電網(wǎng)電壓進行求和計算，得到所述總調(diào)制波。
[0030]一種級聯(lián)型光伏逆變器的控制器，用于對級聯(lián)型光伏逆變器進行并網(wǎng)控制，所述級聯(lián)型光伏逆變器的控制器分別與所述級聯(lián)型光伏逆變器的N個子模塊相連;N為正整數(shù)；所述子模塊包括DCAC變換器;所述級聯(lián)型光伏逆變器的控制器包括:
[0031]第一計算單元，用于分別對每個光伏組件進行MPPT算法的計算，獲得每個所述光伏組件的輸出電壓指令值；
[0032]第二計算單元，用于根據(jù)N-1個所述光伏組件的所述輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，以及采集到的電網(wǎng)電壓，計算得到分別與所述N-1個光伏組件對應(yīng)相連的N-1個所述DCAC變換器的調(diào)制波；
[0033]第三計算單元，用于根據(jù)每個所述光伏組件的輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，以及所述電網(wǎng)電壓，計算得到所述級聯(lián)型光伏逆變器的總輸出電流指令值；
[0034]第四計算單元，用于根據(jù)所述總輸出電流指令值和采集得到的總輸出電流實際值及所述電網(wǎng)電壓，計算得到所述級聯(lián)型光伏逆變器的總調(diào)制波；
[0035]第五計算單元，用于根據(jù)所述總調(diào)制波和所述N-1個DCAC變換器的調(diào)制波進行求差計算，得到最后一個所述DCAC變換器的調(diào)制波。
[0036]優(yōu)選的，所述第二計算單元包括:
[0037]第一差值計算模塊，用于根據(jù)所述N-1個光伏組件的所述輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，計算所述N-1個光伏組件的所述輸出電壓指令值減去所述輸出電壓實際值得到的差值；
[0038]第一PI調(diào)節(jié)器，用于分別對所述N-1個光伏組件的所述差值進行PI調(diào)節(jié)運算，得到分別與所述N-1個光伏組件對應(yīng)相連的N-1個所述DCAC變換器的調(diào)制波峰值；
[0039]鎖相環(huán)，用于對采集到的所述電網(wǎng)電壓進行鎖相計算，得到所述電網(wǎng)電壓的相位；
[0040]第一乘積運算模塊，用于根據(jù)所述N-1個DCAC變換器的調(diào)制波峰值及所述電網(wǎng)電壓的相位，計算得到所述N-1個DCAC變換器的調(diào)制波。
[0041 ]優(yōu)選的，所述第三計算單元包括:
[0042]第二差值計算模塊，用于根據(jù)每個所述光伏組件的所述輸出電壓指令值和采集到的輸出電壓實際值，計算每個所述光伏組件的所述輸出電壓指令值減去所述輸出電壓實際值得到的差值；
[0043]第一求和計算模塊，用于對每個所述光伏組件的所述差值進行求和計算，得到N個所述光伏組件的總差值；
[0044]第二PI調(diào)節(jié)器，用于對所述總差值進行PI調(diào)節(jié)運算，得到總輸出電流指令值峰值；
[0045]第二乘積運算模塊，用于根據(jù)所述電網(wǎng)電壓的相位和所述總輸出電流指令值峰值，計算得到所述總輸出電流指令值。
[0046]優(yōu)選的，所述第四計算單元包括:
[0047]第三差值計算模塊，用于計算得到所述總輸出電流指令值減去所述總輸出電流實際值的差值；
[0048]第三PI調(diào)節(jié)器，用于對所述差值進行PI調(diào)節(jié)運算，得到所述級聯(lián)型光伏逆變器的濾波電感電壓值；
[0049]第二求和計算模