專利名稱：一種載波變頻控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)供電質(zhì)量的控制方法，尤其是一種載波變頻控制方法，屬于供電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光伏并網(wǎng)系統(tǒng)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一個(gè)恒定電壓源和一個(gè)可變電流源的并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。為了不影響電網(wǎng)供電質(zhì)量，必須控制電網(wǎng)接入設(shè)備的工作特性。對(duì)于發(fā)電設(shè)備而言，需要控制其輸出交流電流與電網(wǎng)電壓在頻率、相位上保持一致。目前普遍采用的并網(wǎng)電流控制策略為SPWM和滯環(huán)控制。
SPWM控制將指令電流與并網(wǎng)電流的實(shí)時(shí)值進(jìn)行比較，其電流誤差經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器處理后，與三角波載波進(jìn)行比較，產(chǎn)生PWM信號(hào)控制開關(guān)通斷，調(diào)節(jié)電流誤差，使其達(dá)到最小(參見圖I)。該方式輸出電流含有載波頻率段的諧波，雖然開關(guān)頻率固定，濾波器易于設(shè)計(jì)，但電流響應(yīng)比較慢。電流滯環(huán)控制通過(guò)電流跟蹤誤差控制功率器件的通斷狀態(tài)(參見圖2)，其算法簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快速。但由于滯環(huán)寬度固定，而且功率器件開關(guān)頻率隨著電流瞬時(shí)值的變化在變化，因此給輸出濾波器的設(shè)計(jì)帶來(lái)困難，濾波器參數(shù)只能按照最低諧波頻率設(shè)計(jì)，必然降低逆變器輸出的電能質(zhì)量?？傊F(xiàn)有技術(shù)存在響應(yīng)速度慢、實(shí)時(shí)性差(SPWM控制)，或者開關(guān)損耗高、頻率不固定、濾波器難以設(shè)計(jì)(電流滯環(huán)控制)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種響應(yīng)速度快，頻率相對(duì)穩(wěn)定，并且可以降低開關(guān)器件損耗的載波變頻控制方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)電流的有效控制。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的載波變頻控制方法在由光伏電池組件、調(diào)節(jié)光伏組件輸出電壓的DC - DC變換器、借助開關(guān)器件將直流電逆變成所需工頻交流電的DC-AC逆變器、使輸出交流電波形平滑的LC濾波器串接的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出端接所述微處理器的輸出電流信號(hào)采樣輸入端，所述微處理器的直流調(diào)壓控制輸出端接DC-DC變換器的受控端，且載波頻率控制輸出端接所述DC-AC逆變器的開關(guān)器件受控端，并通過(guò)以下循環(huán)步驟進(jìn)行載波變頻控制——存儲(chǔ)預(yù)定電流偏差值與載波頻率相互制約關(guān)系表；所述關(guān)系表中預(yù)定電流偏差值越大，對(duì)應(yīng)的載波頻率就越低；預(yù)定電流偏差值越小，對(duì)應(yīng)的載波頻率越高；—將采樣得到的光伏發(fā)電電流輸出端的輸出電流實(shí)際值與輸出電流目標(biāo)值進(jìn)行比較，以兩者之差作為實(shí)測(cè)電流偏差值；—根據(jù)實(shí)測(cè)電流偏差值找到所述關(guān)系表中最接近的預(yù)定電流偏差值，并選擇與所述預(yù)定電流偏差值對(duì)應(yīng)的載波頻率；—根據(jù)所選載波頻率產(chǎn)生PWM信號(hào)輸出控制所述DC-AC逆變器的開關(guān)器件，使輸出電流實(shí)際值逼近輸出電流目標(biāo)值。所述關(guān)系表如下，表中In為輸出電流目標(biāo)值
權(quán)利要求
1.一種載波變頻控制方法，在由光伏電池組件、調(diào)節(jié)光伏組件輸出電壓的DC - DC變換器、借助開關(guān)器件將直流電逆變成所需工頻交流電的DC-AC逆變器、使輸出交流電波形平滑的LC濾波器串接的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出端接所述微處理器的輸出電流信號(hào)采樣輸入端，所述微處理器的直流調(diào)壓控制輸出端接DC-DC變換器的受控端， 且載波頻率控制輸出端接所述DC-AC逆變器的開關(guān)器件受控端，其特征在于所述微處理器通過(guò)以下循環(huán)步驟進(jìn)行載波變頻控制——存儲(chǔ)預(yù)定電流偏差值與載波頻率相互制約關(guān)系表；所述關(guān)系表中預(yù)定電流偏差值越大，對(duì)應(yīng)的載波頻率就越低；預(yù)定電流偏差值越小，對(duì)應(yīng)的載波頻率越高；——將采樣得到的光伏發(fā)電電流輸出端的輸出電流實(shí)際值與輸出電流目標(biāo)值進(jìn)行比較，以兩者之差作為實(shí)測(cè)電流偏差值；——根據(jù)實(shí)測(cè)電流偏差值找到所述關(guān)系表中最接近的預(yù)定電流偏差值，并選擇與所述預(yù)定電流偏差值對(duì)應(yīng)的載波頻率；——根據(jù)所選載波頻率產(chǎn)生PWM信號(hào)輸出控制所述DC-AC逆變器的開關(guān)器件，使輸出電流實(shí)際值逼近輸出電流目標(biāo)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的載波變頻控制方法，其特征在于所述關(guān)系表如下，表中In 為輸出電流目標(biāo)值
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的載波變頻控制方法，其特征在于所述微處理器的輸出電流信號(hào)采樣輸入端通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路接供電輸出端，所述信號(hào)調(diào)理電路由串接的比例電路、反相電路、偏置電路、限幅電路構(gòu)成，且所述反相電路并接抗混疊濾波電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種載波變頻控制方法，屬于供電技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過(guò)存儲(chǔ)預(yù)定電流偏差值與載波頻率相互制約關(guān)系表、根據(jù)實(shí)測(cè)電流偏差值找到所述關(guān)系表中最接近的預(yù)定電流偏差值并選擇與所述預(yù)定電流偏差值對(duì)應(yīng)的載波頻率、根據(jù)所選載波頻率產(chǎn)生PWM信號(hào)輸出控制所述DC-AC逆變器的開關(guān)器件，使輸出電流實(shí)際值逼近輸出電流目標(biāo)值的循環(huán)步驟實(shí)現(xiàn)載波變頻控制。采用本發(fā)明后，具有響應(yīng)速度快、開關(guān)損耗低、濾波器容易設(shè)計(jì)等顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/01GK102931682SQ20121042572
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者陳曉菊, 黃晶晶, 張愛(ài)民, 張杭, 王建華, 張蕾, 王在福, 郎學(xué)斌 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)