專利名稱：光伏逆變器接入點電壓相位檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏逆變器接入點電壓相位的檢測方法。
背景技術(shù)：
光伏逆變器一般工作在最大功率跟蹤(MPPT)狀態(tài)，此時其輸出電流跟蹤電網(wǎng)交 流電壓的相位并保持同步，理想功率因數(shù)為1。為保證光伏逆變器的最大輸出功率狀態(tài)，其 輸出電流必須準(zhǔn)確跟蹤電網(wǎng)電壓的相位。光伏逆變單元一般通過檢測三相電壓過零點的方 式來實現(xiàn)電流與電壓的相位同步，具有實時性好、跟蹤迅速等優(yōu)點。但實際線路電感并不為 零，對于高頻電力電子開關(guān)電路，其感抗遠大于電阻，可近似為純感抗。光伏逆變單元除含 輸出電感外，與電網(wǎng)之間還存在連接線路電感，因電流處于開關(guān)狀態(tài)，將在線路電感上形成 開關(guān)電壓，致使交流采樣電壓不再具有光滑的正弦波形。尤其當(dāng)光伏逆變器的輸出電流較 大時，開關(guān)電壓峰-峰值甚至超過網(wǎng)側(cè)電壓峰-峰值，且在一個周期內(nèi)可能存在多個電壓過 零點。此時采用檢測電壓過零點位置的方法來確定電壓相位已不再有效，即使增加前置低 通濾波器也不能完全消除開關(guān)電壓的影響，且造成電壓相位變化，檢測誤差較大。也有的 光伏逆變單元采用鎖相環(huán)(PLL)技術(shù)檢測電網(wǎng)電壓相位，盡管該方式可準(zhǔn)確跟蹤電網(wǎng)的頻 率，但并不能實現(xiàn)電壓相位的準(zhǔn)確跟蹤。鎖相環(huán)具有準(zhǔn)確跟蹤信號頻率的特性，可精確界定信號的工作周期，但因鎖相環(huán) 利用輸入與輸出信號的相位差來調(diào)節(jié)壓控振蕩器的輸出頻率，在輸入、輸出信號間必然存 在相位差，因而不能準(zhǔn)確跟蹤輸入信號的相位。此外，鎖相環(huán)單元本身還具有一定的鎖相時 間延遲。就目前文獻所見，針對線路電感與開關(guān)過程的交互耦合影響，尚未有非常有效的 電網(wǎng)電壓相位檢測方法以實現(xiàn)光伏逆變器輸出電流與電壓的準(zhǔn)確同步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有光伏逆變器接入點電壓相位的檢測方法復(fù)雜且準(zhǔn)確性差的 缺陷，提供了一種基于鎖相環(huán)和傅立葉分析的光伏逆變器接入點電壓相位的檢測方法，該 方法簡單易行，且能夠準(zhǔn)確測量光伏逆變器的輸出相位。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案該發(fā)明光伏逆變器接入點電壓相位的檢測方法，其包括以下步驟a)應(yīng)用鎖相環(huán)測量光伏逆變器接入點的交流電壓輸入信號的頻率，進而，得出對 應(yīng)所述頻率的周期T ；b)依據(jù)所述周期T設(shè)定所述交流電壓輸入信號的采樣間隔，以獲得采用的交流電 壓輸入信號；c)將被采用的交流電壓輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；d)以所述周期T為展開周期對所述數(shù)字信號進行傅立葉分析，得出接入點電壓相 位。
光伏逆變器接入到含有線路電感的電網(wǎng)中，需要通過測量接入點電壓相位使得輸 出電流與電網(wǎng)電壓相位同步。但因開關(guān)紋波電壓的影響，造成采樣得到的接入點電壓在電 網(wǎng)電壓過零點附近存在多個過零點，難以確定電壓相位。依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，將鎖相環(huán) 技術(shù)和傅立葉分析方法相結(jié)合，通過鎖相環(huán)能夠準(zhǔn)確測量跟蹤信號的工頻周期和頻率的特 點，再使用傅立葉級數(shù)可準(zhǔn)確計算電壓信號的相位。針對含有較大線路電感的光伏逆變器 的并網(wǎng)技術(shù)，本方案徹底克服了線路電壓和光伏逆變器開關(guān)過程的交互影響，解決了因多 過零點現(xiàn)象而難以準(zhǔn)確檢測電壓相位的難題，易于實現(xiàn)光伏逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓的 準(zhǔn)確同步，以保證光伏發(fā)電單元工作在最大功率輸出狀態(tài)。上述檢測方法，所述步驟d)中傅里葉分析得出的接入點電壓相位為
權(quán)利要求
1.一種光伏逆變器接入點電壓相位的檢測方法，其特征在于其包括以下步驟a)應(yīng)用鎖相環(huán)測量光伏逆變器接入點的交流電壓輸入信號的頻率，進而，得出對應(yīng)所 述頻率的周期T ；b)依據(jù)所述周期T設(shè)定所述交流電壓輸入信號的采樣間隔，以獲得采用的交流電壓輸 入信號；c)將被采用的交流電壓輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；d)以所述周期T為展開周期對所述數(shù)字信號進行傅立葉分析，得出接入點電壓相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于所述步驟d)中傅里葉分析得出的接 入點電壓相位為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏逆變器接入點電壓相位的檢測方法，其包括以下步驟應(yīng)用鎖相環(huán)測量光伏逆變器接入點的交流電壓輸入信號的頻率，進而，得出對應(yīng)所述頻率的周期T；依據(jù)所述周期T設(shè)定所述交流電壓輸入信號的采樣間隔，以獲得采用的交流電壓輸入信號；將被采用的交流電壓輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；以所述周期T為展開周期對所述數(shù)字信號進行傅立葉分析，得出接入點電壓相位。依據(jù)本發(fā)明，簡單易行，且能夠準(zhǔn)確測量光伏逆變器的輸出相位。
文檔編號G01R25/00GK102095932SQ20101056972
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者劉民, 姚金霞, 慕世友, 李慶民, 苗培青, 龔宇雷 申請人:山東電力研究院