一种光伏并网逆变器降额控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光伏发电领域，特别是一种光伏并网逆变器降额控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 附图1所示为传统并网逆变器，Boost电路对PV进行MPPT跟踪控制，将PV功率输送 到母线电容上。并网逆变器通过稳定母线电压，将Boost电路输送过来的功率回馈电网，维 持系统母线能量平衡，自动实现并网馈电。并网逆变器需要降低并网馈电功率(原因：逆变 器过温、电网馈电调度需要降低并网功率）时，为了实现对光伏并网系统进行限额功率处 理，如现有技术中实现方式主要有两种：
[0003] 其一，附图2所示，调整逆变控制环对系统进行限功率，其中Boost持续输入功率送 至母线电容上，并网逆变器突然降载，导致输入功率〉输出功率，能量在直流母线累积，将引 起直流母线电容过压保护，若系统保护不及时，将引起系统故障损坏。并网逆变器需要降低 并网馈电功率(原因：逆变器过温、电网馈电调度需要降低并网功率)时，Boost电路仍持续 将功率输送至母线电容上，将引起母线电容过压，引起系统故障。
[0004] 其二，附图3所示，调整Boost控制环环对系统进行限功率，若仅仅Boost通过判断 母线电压过高，限制输入功率，可以维持系统的功率平衡，但这种情况下，母线电压将一直 处于高电压状态。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种光伏系统最大功率点跟踪方法，该方 法不但降低系统损耗，且提高了系统的可靠性。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种光伏并网逆变器降额控制系统，所述 光伏并网逆变器包括连接光伏极板的DC/DC模块、DC/AC模块，还包括DC/AC控制单元，该DC/ AC控制单元包括依次连接的第一 PID控制器、第一限幅器、第一功率限制器、第二PID控制 器；
[0007] 所述第一 PID控制器的参考值接一母线电压设定值Ubusref，所述第一 PID控制器 的反馈值接母线电压值Ubus，所述第一 PID控制器输出的第一电流指令值Irefl经所述第一 限幅器限幅得到第二电流指令值Iref2,所述第二电流指令值Iref2经所述第一功率限制器 得到第三电流指令值Iref 3,所述第三电流指令值Iref 3作为所述第二PID控制器的参考值， 所述DC/AC模块输出的电流值I inv作为第二PID控制器的反馈值；
[0008] 所述第一限幅器对第一电流指令值Irefl进行第一固定幅值限幅；
[0009] 所述第一功率限制器根据DC/AC模块的并网功率进行限制，进而对第二电流指令 值Iref2进行动态限幅。
[0010] 在本发明一实施例中，所述第一限幅器对第一电流指令值Irefl进行第一固定幅 值限幅，所述第一固定幅值?
[0011] 在本发明一实施例中，所述第一功率限制器根据DC/AC模块的并网功率进行限制， 进而对第二电流指令值Iref2进行动态限幅，具体为第二电流指令值Iref2根据动态幅值 进行动态限幅，PiiMt为DC/AC模块的并网限制功率值，Ugird为DC/AC模块的并网电压有 ugird 效值；
[0012]
[0013]在本发明一实施例中，还包括DC/DC控制单元，该DC/DC控制单元包括依次连接的 MPPT控制器、第二限幅器、第二功率限制器、第三PID控制器；
[0014] 所述MPPT控制器根据光伏极板的输出电压值Upv和输出电流值Ipv进行最大功率 跟踪输出第四电流指令Iref4,所述第四电流指令Iref4经所述第二限幅器限幅得到第五电 流指令值Iref 5,所述第五电流指令值Iref 5经所述第二功率限制器得到第六电流指令值 Iref6，所述第六电流指令值Iref6作为第三PID控制器的参考值，光伏极板的输出电流值 Ipv作为第三ID控制器的反馈值；
[0015] 所述第二限幅器对第四电流指令Iref4进行固定幅值限幅；
[0016] 所述第二功率限制器根据直流母线电压值Ubus进行限制，进而对第五电流指令值 Iref 5进行动态限幅。
[0017] 在本发明一实施例中，所述第二限幅器对第四电流指令值Iref4进行第二固定幅 值限幅，所述第二固定幅僧
[0018] 在本发明一实施例中，所述第二功率限制器根据直流母线电压值Ubus进行限制， 进而对第五电流指令值Iref5进行动态限幅，具体为
[0019] Ul为系统满功率运行最高直流母线电压点;U2为直流母线电压允许工作最高电压 点;m(k) =m(k-l)+ Am，其中，m(k)为当前周期第五电流指令值]^6€5调整值，111(1^-1)为上一 周期第五电流指令值Ir ef 5调整值。
[0020] 本发明还提供了一种光伏并网逆变器降额控制方法，包括如下步骤，
[0021] 步骤S1、实时采集光伏极板的输出电压值Upv和输出电流值Ipv、母线电压Ubus、并 网电压有效值Ugird、并网电流值Iinv;
[0022] 步骤S2、当光伏并网逆变器接收到降额指令，设置DC/AC模块的并网限制功率值 Plimit;
[0023] 步骤S3、将母线电压设定值Ubusref与母线电压Ubus取差值经PID算法得到第一电 流指令值Irefl，并经第一限幅器进行固定幅值限定后得到第二直流指令值Iref2;
[0024] 所述第二电流指令值Iref2根据DC/AC模块的并网功率进行限制，进而进行动态限 幅获得第三直流指令值Iref 3,第三直流指令值Iref 3与DC/AC模块的并网电流值Iinv取差 值经PID算法得到PffM信号，经过PffM发生器产生PffM驱动信号驱动DC/AC模块的开关管工作。
[0025] 在本发明一实施例中，所述第一限幅器对第一电流直流指令值Irefl进行第一固 定幅值限幅，具体为，
，.所述第一固定幅值为Isetl， Isetl >0 ；
[0026] 所述第一功率限制器根据DC/AC模块的并网功率进行限制，进而对第二电流直流 指令值Iref2进行动态限幅，具体为第二电流直流指令值Iref2根据动态幅值^进行限 幅，Pi imit为DC/AC模块的并网限制功率值，Ugird为DC/AC模块的并网电压有效值；
[0027]
[0028] 在本发明一实施例中，还包括如下步骤：
[0029]所述MPPT控制器根据光伏极板的输出电压值Upv和输出电流值Ipv进行最大功率 跟踪输出第四电流指令Iref4,所述第四电流指令Iref4经第二限幅器进行固定限幅得到第 五电流指令值Iref5;
[0030] 所述第五电流指令值Iref5经第二功率限制器根据直流母线电压值Ubus进行限 制，进而对第五电流指令值Iref 5进行动态限幅得到第六电流指令值Iref 6,所述第六电流 指令值Iref 6与光伏极板的输出电流值Ipv取差值经过PID算法得到PWM信号，经过PWM发生 器产生PffM驱动信号驱动DC/DC模块的开关管工作。
[0031] 亦太劳昍一索偷仿Il由.斫袜笛一阻幅翌对笛PU由谛指厶佶TrPf4讲轩笛一因宙幅 值限幅，
[0032] 动态限巾i
[0033] Ul为系统满功率运行最高直流母线电压点;U2为直流母线电压允许工作最高电压 点;m(k) =m(k-l)+ Am，其中m(k)为当前周期第五电流指令值]^6€5调整值，111(1^-1)为上一 周期第五电流指令值Ir ef 5调整值。
[0034] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0035] 1、避免光伏并网逆变器突然降载，母线电压升高，引起系统的保护或者损坏问题；
[0036] 2、避免现有技术的并网逆变器进行降额限功率运行时，母线电压持续工作于高压 状态，系统的电压应力加强、损耗增大，降低系统的可靠性，本发明一种光伏并网逆变器降 额方法，降低了系统开关管的电压应力，降低系统损耗，提高了系统的可靠性；
[0037] 3、本发明，通过引入m(k)的方式，在原有限制功率的基础上，逐步降低Boost功率， 使得Boost的输入功率和逆变输出功率重新建立平衡，Bus电压电压降维持在正常工作电压 点。
[0038] 4、本发明，采用的降低Boost功率的方式m(k)=m2k-l)+Am，在这种方式下，Am为 一个小量，将使得功率的变化为小量变化，输入功率平滑变化，输出功率也会平滑，系统降 功率前后，输出功率平滑变化，输出功率稳定，无阶跃变化现象。
【附图说明】
[0039]图1为传统光伏并网逆变器原理图。
[0040]图2为现有技术中光伏并网逆变器降额原理图。
[0041 ]图3为现有技术中光伏并网逆变器降额原理图。
[0042]图4本发明的并网逆变器降额原理图之一。
[0043]图5本发明的并网逆变器降额原理图之二。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0045] 实施例1:
[0046] -种光伏并网逆变器降额控制系统，所述光伏并网逆变器包括连接光伏极板的 DC/DC模块、DC/AC模块，包括DC/AC控制单元，DC/AC控制单元包括依次连接的第一 PID控制 器、第一限幅器、第一功率限制器、第二PID控制器，
[0047] 所述第一 PID控制器的参考值接一母线电压设定值Ubusref，所述第一 PID控制器 的反馈值接至母线电压Ubus，所述第一 PID控制器输出的第一电流指令值Irefl经第一限幅 器限幅得到第二电流指令值Iref2,所述第二电流指令值Iref2经第一功率限制器得到第三 电流指令值Iref3,所述第三电流指令值Iref3作为第二PID控制器的参考值，DC/AC模块输 出的电流值Iinv作为第二PID控制器的反馈值，
[0048] 所述第一限幅器对第一电流指令值Irefl进行第一固定幅值限幅；
[0049] 所述第一功率限制器根据DC/AC模块的并网功率进行限制，进而对第二电流指令 值Iref2进行动态限幅。
[0050] 还包括DC/DC控制单元，DC/DC控制单元包括依次连接的MPPT控制器、第二限幅器、 第二功率限制器、第三PID控制器，
[0051 ]所述MPPT控制器根据光伏极板的输出电压值Upv和输出电流值Ipv进行最大功率 跟踪输出第四电流指令Iref4,所述第四电流指令Iref4经第二限幅器限幅得到第五电流指 令值Iref 5,所述第五电流指令值Iref 5经第二功率限制器得到第六电流指令值Iref 6,所述 第六电流指令值Iref6作为第三PID控制器的参考值，光伏极板的输出电流值Ipv作为第三 ID控制器的反馈值，
[0052]所述第二限幅器对第四电流指令Iref4进行固定幅值限幅；
[0053]所述第二功率限制器根据直流母线电压值Ubus进行限制，进而对第五电流指令值 Iref 5进行动态限幅