一種光伏變流器變頻控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光伏變流器變頻控制方法，它實(shí)現(xiàn)對諧波電流的抑制，解決了現(xiàn)有光伏并網(wǎng)變流器輸出電流含有大量諧波電流的問題。將采集的3相靜止坐標(biāo)系下的電壓和電流量，經(jīng)過坐標(biāo)變換至2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下分別控制有功和無功分量，有功軸采用雙閉環(huán)控制策略，外環(huán)控制直流電壓，采用PI控制器，內(nèi)環(huán)控制有功電流，采用PI并聯(lián)諧振(PR)控制器；無功軸采用單閉環(huán)控制策略，控制光伏并網(wǎng)變流器的功率因數(shù)，采用PI并聯(lián)諧振(PR)控制器。該變換器能減小電流紋波及其諧波，減小濾波器體積和重量，還能提高變換器電能變換效率，改善系統(tǒng)的動(dòng)、穩(wěn)態(tài)性能。
【專利說明】一種光伏變流器變頻控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光伏變流器變頻控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏并網(wǎng)變流器的研制和控制方法的優(yōu)化成為近年來光伏發(fā)電領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，其控制方法的升級(jí)尤其得到關(guān)注。目前光伏并網(wǎng)變流器控制方法多采用坐標(biāo)變換的方式，在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下采用PI控制器控制有功電流和無功電流。PI控制器對直流量能實(shí)現(xiàn)零穩(wěn)態(tài)誤差控制，實(shí)現(xiàn)基波電流的無靜差調(diào)節(jié)。但是由于電網(wǎng)中含有諧波成分，諧波成分在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下表現(xiàn)為交流量，PI控制器對交流量的控制存在穩(wěn)態(tài)誤差，使得光伏并網(wǎng)變流器輸出電流中含有諧波，降低光伏并網(wǎng)變流器的整體性能，增加變流器的濾波成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種光伏變流器變頻控制方法，采用坐標(biāo)變換的方式，在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下采用PI控制器控制有功電流和無功電流，其特征在于:包括以下步驟，
步驟SI，利用傳感器采集光伏并網(wǎng)變流器交流輸出端的三相交流電壓Ua,Ub,Uc和交流電流Ia,Ib,Ic通過坐標(biāo)變換將3相靜止坐標(biāo)系下的交流電壓和交流電流轉(zhuǎn)換至2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓矢量Ud、Uq和電流矢量Id,Iq，
步驟S2，在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，d軸有功軸采用雙閉環(huán)控制策略，外環(huán)控制直流電壓Uak，直流電壓的給定和反饋?zhàn)鞑詈笸ㄟ^PI控制器輸出，輸出作為d軸電流環(huán)的給定，d軸電流環(huán)的反饋采用坐標(biāo)變換后的d軸電流矢量Id，給定和反饋?zhàn)鞑詈笸ㄟ^PI并聯(lián)諧振控制器，確保直流電壓穩(wěn)定和有功功率輸出；
步驟S3，q軸無功軸采用單閉環(huán)控制策略，按照光伏并網(wǎng)變流器功率因數(shù)要求給定q軸的電流給定；q軸電流環(huán)的反饋采用坐標(biāo)變換后的q軸電流矢量Iq，給定和反饋?zhàn)鞑詈笸ㄟ^PI并聯(lián)諧振控制器，確保功率因數(shù)按照要求輸出；
步驟S4，d軸和q軸電流環(huán)的輸出再與坐標(biāo)變換后的電壓矢量Ud,Uq進(jìn)行解耦，解耦后的電壓矢量再采用空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法計(jì)算光伏并網(wǎng)變流器開關(guān)器件的占空比，控制變流器輸出。
[0004]利用3相靜止坐標(biāo)系下第3n+l次正序諧波分量在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下表現(xiàn)為第3n次交流分量，以及3相靜止坐標(biāo)系下第3n-l次負(fù)序諧波分量在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下表現(xiàn)為第3n次父流分量的特點(diǎn)，米用諧振頻率3n.50Hz為的諧振控制器可冋時(shí)抑制3n+l次正序諧波分量和3n_l次負(fù)序諧波分量。
[0005]在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下有功軸的電流環(huán)和無功軸的電流環(huán)均采用PI并聯(lián)諧振控制

器，其中諧振(PR)控制器傳遞函數(shù)為
【權(quán)利要求】
1.一種光伏變流器變頻控制方法，采用坐標(biāo)變換的方式，在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下采用PI控制器控制有功電流和無功電流，其特征在于:包括以下步驟， 步驟SI，利用傳感器采集光伏并網(wǎng)變流器交流輸出端的三相交流電壓UirOr Ue和交流電流Ιβ、#ι、^,通過坐標(biāo)變換將3相靜止坐標(biāo)系下的交流電壓和交流電流轉(zhuǎn)換至2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓矢量Ciir Of和電流矢量Ifif ； 步驟S2，在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，d軸有功軸采用雙閉環(huán)控制策略，外環(huán)控制直流電壓?7&，直流電壓的給定和反饋?zhàn)鞑詈笸ㄟ^PI控制器輸出，輸出作為d軸電流環(huán)的給定，d軸電流環(huán)的反饋采用坐標(biāo)變換后的d軸電流矢量Ilf,給定和反饋?zhàn)鞑詈笸ㄟ^PI并聯(lián)諧振控制器，確保直流電壓穩(wěn)定和有功功率輸出； 步驟S3，q軸無功軸采用單閉環(huán)控制策略，按照光伏并網(wǎng)變流器功率因數(shù)要求給定q軸的電流給定；q軸電流環(huán)的反饋采用坐標(biāo)變換后的q軸電流矢量，給定和反饋?zhàn)鞑詈笸ㄟ^PI并聯(lián)諧振控制器，確保功率因數(shù)按照要求輸出； 步驟S4，d軸和q軸電流環(huán)的輸出再與坐標(biāo)變換后的電壓矢量1^/々進(jìn)行解耦，解耦后的電壓矢量再采用空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法計(jì)算光伏并網(wǎng)變流器開關(guān)器件的占空比，控制變流器輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏變流器變頻控制方法，其特征在于:利用3相靜止坐標(biāo)系下第3n+l次正序諧波分量在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下表現(xiàn)為第3n次交流分量，以及3相靜止坐標(biāo)系下第3n-l次負(fù)序諧波分量在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下表現(xiàn)為第3n次交流分量的特點(diǎn)，采用諧振頻率為]的諧振控制器可同時(shí)抑制3η+1次正序諧波分量和3η-1次負(fù)序諧波分量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏變流器變頻控制方法，其特征在于:在2相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下有功軸的電流環(huán)和無功軸的電流環(huán)均采用PI并聯(lián)諧振控制器，其中諧振(PR)控制

器傳遞函數(shù)為

【文檔編號(hào)】H02J3/18GK103904689SQ201410152191
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】左浩俊 申請人:左浩俊