電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)逆變控制方法的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，具體操作步驟是：a.首先分別對三相電網(wǎng)電壓進行獨立PLL鎖相；b.然后通過閉環(huán)PLL鎖相后得到三相的鎖相信號A_sinθ、B_sinθ和C_sinθ；c.三相電流瞬時值反饋獨立控制，最后準確輸出三相平衡電流。采用三相獨立鎖相算法實現(xiàn)三相電網(wǎng)電壓準確鎖相，實現(xiàn)三相電流靜止坐標控制，計算量少，并且在三相電網(wǎng)電壓不平衡時逆變器都能準確輸出三相平衡電流。
【專利說明】
電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)逆變控制方法的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)中，一般采用DQ轉(zhuǎn)換的矢量控制算法，電壓和電流三相靜止坐標量通過Pack和Clark變換為直流量進行控制，通過PI補償控制后理論上能實現(xiàn)無靜差跟蹤。當三相電網(wǎng)電壓不平衡時，Pack和Clark變換的結(jié)果并不是直流量的問題，需要進行復雜的正負序分離。同時，鎖相和三相電流控制都需要同時對正序和負序進行控制，否則鎖相不準確，并且不能輸出三相平衡電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了解決上述【背景技術(shù)】中的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，采用三相獨立鎖相算法實現(xiàn)三相電網(wǎng)電壓準確鎖相，實現(xiàn)三相電流靜止坐標控制，三相電流瞬時值反饋獨立控制，計算量少，并且在三相電網(wǎng)電壓不平衡時逆變器都能準確輸出三相平衡電流。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，具體操作步驟如下:
[0005]a.首先分別對三相電網(wǎng)電壓進行獨立PLL鎖相；
[0006]b.然后通過閉環(huán)PLL鎖相后得到三相的鎖相信號A_sin 0、B_sin 0和(:_8丨11 Θ。；
[0007]c.最后準確輸出三相平衡電流。
[0008]進一步具體地說，上述技術(shù)方案中，所述步驟a中構(gòu)造一個與原電壓信號正交的電壓，且該構(gòu)造的電壓信號滯后原電壓信號90度相位。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，實現(xiàn)三相電流在靜止坐標下直接控制和三相電網(wǎng)電壓直接前饋控制，實現(xiàn)真正意義上的三相獨立控制，大大提高系統(tǒng)的控制響應(yīng)速度和控制精度，以解決矢量控制需要進行復雜的正負序分離、提取和控制的不足，為DSP處理器節(jié)省了大量運算時間；使用滯后原電壓信號90度相位實現(xiàn)正交信號的閉環(huán)鎖相算法，算法易于實現(xiàn)，計算量少，鎖相動態(tài)性能好，相位跟蹤精度高，并且在三相電流閉環(huán)控制中采用電流反饋瞬時控制，并且三相電流獨立控制，每一相電流環(huán)路只需要一個PI控制器即可實現(xiàn)三相電流精準控制，并且計算量比矢量控制算法少很多；該控制系統(tǒng)在任何情況下，包括三相電網(wǎng)電壓不平衡、電網(wǎng)電壓任意相跌落、低電壓穿越等情況下，逆變器都能準確輸出三相平衡電流。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0011 ]圖1是本發(fā)明獨立鎖相算法流程圖；
[0012]圖2是本發(fā)明逆變控制算法流程圖。
【具體實施方式】
[0013]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0014]本發(fā)明電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，具體操作步驟如下:
[0015]a.首先分別對三相電網(wǎng)電壓進行獨立PLL鎖相，對于任意一相電網(wǎng)電壓，采用基于正交信號的閉環(huán)鎖相技術(shù)(見圖1)，其動態(tài)性能好，與電網(wǎng)相位跟蹤精度高。然而，基于正交信號的閉環(huán)鎖相技術(shù)需要根據(jù)一對正交電壓信號才可以實現(xiàn)，而任意一相電網(wǎng)電壓獨立鎖相時只有相電壓一個電壓信號，因此需要構(gòu)造一個與原電壓信號正交的電壓，而這個構(gòu)造的電壓信號需要滯后原電壓信號90度相位。
[0016]b.然后通過閉環(huán)PLL鎖相后得到三相的鎖相信號A_sin 0、B_sin 0和(:_&11 Θ;如果是矢量控制，鎖相環(huán)需要進行正序和負序分量的鎖相計算，計算量復雜;在運用矢量控制算法的控制系統(tǒng)中，首先需要對三相并網(wǎng)電流進行轉(zhuǎn)換為D軸分量Id和Q軸分量Iq，同時需要進行分離和提取D軸的正負序分量和Q軸的正負序分量，因此需要兩個PI控制器分別對D軸的正序和負序分量進行調(diào)節(jié)控制，也需要兩個PI控制器對Q軸的正負和負序分量進行調(diào)節(jié)控制，計算量相當復雜。本發(fā)明采用三相電網(wǎng)電壓獨立鎖相，三相并網(wǎng)電流閉環(huán)控制屬于獨立控制，在調(diào)節(jié)無功時Id_ref和Iq_ref只需要相加即可合成該相的給定電流Iref，控制系統(tǒng)只需要對每相的并網(wǎng)電流反饋做差經(jīng)過一個PI控制器即可實現(xiàn)該相電流的精準跟蹤控制。
[0017]c.最后準確輸出三相平衡電流。
[0018]見圖1，構(gòu)造與原電壓信號正交的電壓信號的延時處理模塊，DSP采樣電網(wǎng)電壓信號的采用點數(shù)為N，那么延時90度的電壓信號需要定義N/4個元素的數(shù)組，使用遞推式存入原電壓信號，即得到延時90度的電壓信號；原電壓信號即是三相靜止坐標電壓的Valpha，延時90度的電壓信號即是Vbeta，分別與鎖相信號sin Θ和cos Θ相乘，做差運算通過PI調(diào)節(jié)器算出角度信號的調(diào)節(jié)量Wp，公式如下:Wp = _Valpha*cos 0-Vbeta*sin Θ;再加上工頻50Hz的基準角度Wo = 314即得到電網(wǎng)電壓的實際跟蹤相位角，W=Wp+Wo;經(jīng)過轉(zhuǎn)換后得到鎖相信號八_8；[11 9、B_sin 9和(]_8；[11 Θ。
[0019]見圖2，在并網(wǎng)控制系統(tǒng)中，母線電壓外環(huán)用于計算得到電流幅值給定值，將母線電壓參考值Vref與母線電壓采樣值Vbus做差，通過電壓外壞PI調(diào)節(jié)器計算得到三相電流的d軸的給定值Iref。三相電流d軸給定值Iref分別與三相獨立鎖相信號A_sin 0、B_sin Θ和C_sin Θ相乘，得到三相電流給定信號Ia_ref、Ib_ref和Ic_ref;分別使用三相電流給定信號Ia_ref、Ib_ref和Ic_ref與三相并網(wǎng)電流反饋Ia、Ib和Ic做差運算，再使用三個PI控制器分別對三相并網(wǎng)電流進行補償控制，得到Ia_out、Ib_out和Ic_out;經(jīng)過PI控制器的三相并網(wǎng)電流的控制量分別與對應(yīng)的相電壓相加，即引入三相電網(wǎng)電壓前饋控制，再通過SVPffM算法轉(zhuǎn)換得到空間矢量信號，再除以母線電壓就得到最終的矢量占空比信號，該矢量占空比信號經(jīng)過DSP的PffM模塊產(chǎn)生開關(guān)管驅(qū)動信號。
[0020]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項】
1.電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，其特征在于:具體操作步驟如下: a.首先分別對三相電網(wǎng)電壓進行獨立PLL鎖相； b.然后通過閉環(huán)PLL鎖相后得到三相的鎖相信號4_^110、8_&110和(:_&110; c.三相電流瞬時值反饋獨立控制，最后準確輸出三相平衡電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流靜止坐標控制的光伏并網(wǎng)逆變控制方法，其特征在于:所述步驟a中構(gòu)造一個與原電壓信號正交的電壓，且該構(gòu)造的電壓信號滯后原電壓信號90度相位。
【文檔編號】H02J3/26GK105896597SQ201610246522
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月2日
【發(fā)明人】潘卓
【申請人】深圳朗拓新能源有限公司