單相并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波的抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光伏系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明設(shè)及一種單相并網(wǎng)光伏逆變 器輸出電流諧波的抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光伏并網(wǎng)系統(tǒng)裝機量的不斷增加，其輸出對于電網(wǎng)質(zhì)量的影響也越來越明 顯。光伏逆變器的輸出電流諧波是影響電網(wǎng)質(zhì)量的一個重要因素，抑制該因素成為光伏逆 變器的一個重要要求。
[0003] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種單相并網(wǎng)逆變器控制框圖。如圖所示，傳統(tǒng)方案中，由于 PI(P;ropo;rtionIntegration,比例積分）控制用于交流系統(tǒng)時，是有靜差控制，從圖中可W 看出，一旦并網(wǎng)電流中含有諧波分量，其最終的調(diào)制信號VfPg中必然含有諧波分量，傳統(tǒng)的 單相并網(wǎng)控制器不能消除諧波電流。
[0004] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種單相并網(wǎng)逆變器控制框圖。如圖所示，其帶有諧波抑 制電路，為了消除諧波電流，并網(wǎng)電流控制器產(chǎn)生反極性的諧波電流-ih，W抵消并網(wǎng)電流 中的諧波電流，與圖1相比較，在并網(wǎng)電流基準環(huán)節(jié)加入了反極性的諧波分量ih，W達到產(chǎn) 生反極性的諧波分量。但是，當加入反極性的諧波電流-ih后，并網(wǎng)電流的基準電流就變成 了r*sin(wt)-ih，根據(jù)自動控制理論，輸出的并網(wǎng)電流將跟蹤基準電流，由于基準電流中 已經(jīng)含有了諧波分量，則并網(wǎng)電流中仍然含有諧波電流。因此現(xiàn)有的單相并網(wǎng)帶諧波抑制 方法仍然不能很好的消除諧波電流。
【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種單相并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波的抑制方 法，能有效去除單相并網(wǎng)逆變器的輸出電流諧波。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種單相并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波的抑制方 法，包括：
[0007] 將采樣到的所述直流母線的電壓經(jīng)過信號處理后得到反饋信號Vd。與直流母線基 準值Vd。,W進行比較得到直流母線誤差信號，并經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后得到并網(wǎng)電流幅值基準信號 I*;
[0008] 將所述并網(wǎng)電流幅值基準信號r與經(jīng)過鎖相電網(wǎng)電壓的正弦表Sin(COt)相乘得 到并網(wǎng)電流基準信號igfiduf，將采樣到的并網(wǎng)電流經(jīng)過信號處理后得到的反饋信號igfid與 所述并網(wǎng)電流基準信號igfidwf進行比較，得到并網(wǎng)電流誤差信號，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后得到并網(wǎng) 電流調(diào)制信號；
[0009] 將所述并網(wǎng)電流調(diào)制信號與經(jīng)過采樣處理后的電網(wǎng)電壓信號Vid相加得到帶有 電網(wǎng)電壓前饋的調(diào)制信號；
[0010] 將所述帶有電網(wǎng)電壓前饋的調(diào)制信號與采樣處理后獲得的反極性諧波電流-ih相 加，得到最終調(diào)制信號Vreg。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，獲取所述反極性諧波電流-ih的步驟包括： 陽〇1引并網(wǎng)電流采樣；
[0013] 計算得到所述諧波電流ih;
[0014] 對所述諧波電流ih進行反極性處理獲得-ih。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，采用低通濾波器、帶通濾波器或帶阻濾波器，對所述并 網(wǎng)電流進行濾波，去除所述并網(wǎng)電流中的基波電流，獲得所述諧波電流ih。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，應(yīng)用=相電路無功功率理論，通過線性變換，從所述并 網(wǎng)電流中分離出基波電流，W獲得諧波電流ih。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，應(yīng)用=相電路瞬時無功功率理淪，將所述并網(wǎng)電流構(gòu) 造成=相電路，W獲得諧波電流ih。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，應(yīng)用=相電路瞬時無功功率理淪，將所述并網(wǎng)電流構(gòu) 造成相互垂直的二相電路，W獲得諧波電流。
[0019] 本發(fā)明提供的一種單相并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波的抑制方法，能有效去除單相并 網(wǎng)逆變器的輸出電流諧波。
【附圖說明】
[0020] 本發(fā)明的上述的W及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描 述而變得更加明顯，其中：
[0021] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種單相并網(wǎng)逆變器控制框圖；
[0022] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種單相并網(wǎng)逆變器控制框圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明的一個實施例的流程框圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明的一個實施例的信號處理和控制流程圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明的電流諧波分量檢測控制框圖（一）；
[0026] 圖6為本發(fā)明的電流諧波分量檢測控制框圖（二）；
[0027] 圖7為本發(fā)明的電流諧波分量檢測控制框圖（S);
[002引圖8為本發(fā)明的電流諧波分量檢測控制框圖（四）。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，在W下的描述中闡述了更多 的細節(jié)W便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠W多種不同于此描述的其它方式來實 施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實際應(yīng)用情況作類似推廣、演 繹，因此不應(yīng)W此具體實施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護范圍。
[0030] 圖3為本發(fā)明一個實施例的流程框圖；圖4為本發(fā)明的一個實施例的信號處理和 控制流程圖。需要注意的是，運些W及后續(xù)其他的附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例 的條件繪制的，并且不應(yīng)該W此作為對本發(fā)明實際要求的保護范圍構(gòu)成限制。如圖3和圖 4所示，一種單相并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波的抑制方法300包括：
[0031] 步驟301，將采樣到的直流母線的電壓經(jīng)過信號處理后得到反饋信號Vd。，并與直 流母線基準值Vd。,W進行比較得到直流母線誤差信號，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后得到并網(wǎng)電流幅值基 準信號r;
[0032] 步驟302,將之前得到的并網(wǎng)電流幅值基準信號r與經(jīng)過鎖相電網(wǎng)電壓的正弦表 Sin(COt)相乘，得到并網(wǎng)電流基準信號igfidw，將采樣到的并網(wǎng)電流經(jīng)過信號處理后得到 的反饋信號igfid與并網(wǎng)電流基準信號igfidw進行比較，得到并網(wǎng)電流誤差信號，經(jīng)過PI調(diào) 節(jié)后得到并網(wǎng)電流調(diào)制信號；
[0033] 步驟303,為了消除電網(wǎng)電壓對控制環(huán)路的影響，將獲得的并網(wǎng)電流調(diào)制信號與經(jīng) 過采樣處理后的電網(wǎng)電壓信號Vgfid相加得到帶有電網(wǎng)電壓前饋的調(diào)制信號；
[0034] 步驟304,將帶有電網(wǎng)電壓前饋的調(diào)制信號與采樣處理后獲得的反極性的諧波電 流-ih相加，得到最終調(diào)制{目號Vreg;
[0035] 通過該抑制方法300獲得的最終調(diào)制信號VfPg與S角波載波進行比較，得到SPWM 的驅(qū)動信號。
[0036] 本實施例的單相并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波的抑制方法300是在傳統(tǒng)的單相并網(wǎng) 逆變器控制的基礎(chǔ)上，加入并網(wǎng)電流諧波分量前饋信號，用W消除并網(wǎng)電流中的諧波分量。 與圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)中的另一種單相并網(wǎng)逆變器控制框圖中的諧波抑制方法不同的是， 并網(wǎng)電流的基準信號仍然是純正弦波r*sin(COt)，運樣就保證了并網(wǎng)電流始終跟蹤基波 正弦信號。同時在原有調(diào)制波的基礎(chǔ)上，加入了反極性的諧波電流-ih，W使最終的調(diào)制信 號中含有基波控制信號和反極性的諧波電流-ih，反極性的諧波電流ih用來產(chǎn)生反相的諧 波電流W消除原有并網(wǎng)電流中的諧波分量，基波控制信號保證系統(tǒng)產(chǎn)生純正弦的基波并網(wǎng) 電流。
[0037] 在單相并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波的抑制方法中，獲取反極性的諧波電流-ih的步 驟包括：并網(wǎng)電流采樣；計算得到諧波電流ih;對諧波電流ih進行反極性處理。
[003引本發(fā)明中的單相并網(wǎng)電流諧波電流可W參考如下方法獲得：
[0039] 一般的并網(wǎng)瞬時電流i可W分解為i(t) =if(t)+ih(t); W40] 式中if(t)為瞬時基波電流，ih(t)為瞬時諧波電流； 陽041] if(t)可W進一步分解為if(t) =ip(t)+iq(t);
[0042] 其中，ip(t)為瞬時基波有功電流，iq(t)為瞬時基波無功電流 陽0創(chuàng)所W，并網(wǎng)瞬時電流i可W分解為i(t) =ip(t)+iq(t)+ih(t)
[0044] 從上可知，我們只要得到瞬時