一种具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器，由光伏发电单元、BOOST升压斩波器、MPPT控制器、DC/AC逆变主电路、信号采样电路、直流侧电压稳定控制模块、谐波检测及控制模块、逆变SPWM生成模块组成；升压斩波电路的输入为光伏输出，升压斩波电路的输出为逆变器的直流侧；逆变主电路采用三相电压型逆变电路，有电力电子开关元件组成主电路；逆变器将直流电变为交流电。本发明给出了具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器控制结构图，将逆变器进行复用，既作为光伏并网逆变器，同时又作为有源电力滤波器使用，简化了电路设计，降低了成本。
【专利说明】一种具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器
[0001] 本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及应用电力电子技术实现光伏并网逆变 器系统设计，主要应用于光伏并网系统。
【背景技术】
[0002] 随着分布式电源在电力系统中的比例进一步加大以及微网技术在电力系统中的 渗透，使得分布式电源与当地负荷、储能系统和控制系统逐步实现了集成并网，对系统的电 能质量也提出了更高要求。通过对微网系统进行主动控制，使其分布式发电单元通过逆变 器复用技术或相关控制策略的应用，具有滤波、不平衡补偿和谐波减少等功能，可以充分发 挥分布式电源功率调度方便，响应迅速等优势，对改善配电网电能质量水平具有积极意义。 有鉴于此，本专利提出一种具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器，主动治理微网并网节 点处的谐波，并进行无功补偿，消除非线性负载带来的谐波污染，实现电能质量改善，也进 一步拓展微网系统的应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器。
[0004] 为实现上述目的，本发明所采用了下述的技术方案：一种具有滤波和无功补偿的 光伏并网逆变器，由光伏发电单元、BOOST升压斩波器、MPPT控制器、DC/AC逆变主电路、信号 采样电路、直流侧电压稳定控制模块、谐波检测及控制模块、逆变SPffM生成模块组成；
[0005] 升压斩波电路的输入为光伏输出，升压斩波电路的输出为逆变器的直流侧;逆变 主电路采用三相电压型逆变电路，有电力电子开关元件组成主电路;逆变器将直流电变为 交流电；
[0006] 经过MPPT环节得到有功指令电流信号，对非线性负载电流iab。进行采集，得到谐 波信号，从而合成输出参考信号，该信号为谐波补偿指令电流和有功指令电流的合成，将 其输入至PffM控制，从而驱动逆变谐波补偿复用主电路。
[0007] 优选方案，为使复用逆变器能进行功率输出，同时实现非线性引起的谐波补偿，一 方面，通过对光伏输出进行MPPT控制，控制逆变器输出。另一方面，通过实时进行谐波检测， 实现谐波补偿控制
[0008] 优选方案，光伏输出电压信号进行电压环PI控制，产生调节信号AiP，该信号与 MPPT产生的电流信号相叠加，产生i pv信号。
[0009] 优选方案，米用瞬时功率理论进彳丁谐波检测，米样电流彳目号iabc，经abc-pq变换，通 过低通滤波器后，和ip V相叠加，产生合成电流信号，对逆变主电路进行控制，实现谐波补偿。
[0010] 本发明给出了具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器控制结构图，将逆变器进行 复用，既作为光伏并网逆变器，同时又作为有源电力滤波器使用，简化了电路设计，降低了 成本。
【附图说明】
[0011] 图1为具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器控制结构图之一；
[0012] 图2为具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器控制结构图之二；
[0013] 图3为具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器控制结构图之三；
[0014] 图4为具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器控制结构图之四；
[0015] 图5为具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器控制结构图之五。
【具体实施方式】
[0016] 为了使从事光伏并网逆变器系统设计相关技术人员能更好地理解本发明方案，下 面参照附图对本发明实施方式进行详细说明。
[0017] 参见图1-5,本系统提供了一种具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器控制结构 图，该系统主要由光伏发电单元、BOOST升压斩波器、MPPT控制器、DC/AC逆变主电路、信号采 样电路、直流侧电压稳定控制、谐波检测及控制、逆变SPWM生成等模块组成。升压斩波电路 的输入为光伏输出，升压斩波电路的输出为逆变器的直流侧。逆变主电路采用三相电压型 逆变电路，有Vl~V6六个电力电子开关元件组成主电路，其通断受PWM脉冲控制。逆变器将 直流电变为交流电，经滤波后，可以供给本地负载，也可以进行并网。
[0018] 本系统中，考虑到光伏逆变器和有源电力滤波器主电路相同，将逆变器进行复用， 所以逆变电路既作为光伏并网逆变器使用，同时又作为有源电力滤波器使用，从而大大简 化了电路设计，降低了成本。为使复用逆变器能进行功率输出，同时实现非线性引起的谐波 补偿，一方面，通过对光伏输出进行MPPT控制，控制逆变器输出。另一方面，通过实时进行谐 波检测，实现谐波补偿控制。
[0019] 为了实现功率输出控制，需要对光伏单元进行MPPT控制，其中&为经过MPPT环节 所得到的有功指令电流信号，为了进行谐波补偿控制，系统对非线性负载电流i ab。进行采 集，其中Ck为谐波补偿指令电流和有功指令电流的合成输出参考信号，将其输入至PWM控 制，从而驱动逆变谐波补偿复用主电路。
[0020] 系统控制器实现如下：在系统直流控制端，MPPT模块完成光伏发电系统的电压和 功率控制，一方面控制BOOST升压斩波电路，实现光伏功率控制，使其实现最大功率跟踪控 制，另一方面，MPPT控制模块产生电流信号该信号为有功功率指令电流参考信号，光伏 输出电压信号进行电压环PI控制，产生调节信号Ai p，该信号与MPPT产生的电流信号&相 叠加，产生ipv信号。采用瞬时功率理论进行谐波检测，采样电流信号i ab。，经abc-pq变换，通 过低通滤波器后，和ipv相叠加，产生合成电流信号，对逆变主电路进行控制，实现谐波补偿。
[0021] 以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的详细说明，不能认定发明的具体实 施仅限于这些，对于在不脱离本发明思想前提下做出的简单推演及替换，都应当视为本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器，其特征在于：由光伏发电单元、BOOST 升压斩波器、MPPT控制器、DC/AC逆变主电路、信号采样电路、直流侧电压稳定控制模块、谐 波检测及控制模块、逆变SPWM生成模块组成； 升压斩波电路的输入为光伏输出，升压斩波电路的输出为逆变器的直流侧;逆变主电 路采用三相电压型逆变电路，有电力电子开关元件组成主电路;逆变器将直流电变为交流 电； 经过MPPT环节得到有功指令电流信号/;.，对非线性负载电流iabc进行采集，得到谐波信 号，从而合成输出参考信号/^，该信号为谐波补偿指令电流和有功指令电流的合成，将其 输入至PWM控制，从而驱动逆变谐波补偿复用主电路。2. 根据权利要求1所述的具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器，其特征在于:为使复 用逆变器能进行功率输出，同时实现非线性引起的谐波补偿，一方面，通过对光伏输出进行 MPPT控制，控制逆变器输出。另一方面，通过实时进行谐波检测，实现谐波补偿控制。3. 根据权利要求1所述的具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器，其特征在于:光伏输 出电压信号进行电压环PI控制，产生调节信号A ip，该信号与MPPT产生的电流信号'相叠 加，产生ipv信号。4. 根据权利要求3所述的具有滤波和无功补偿的光伏并网逆变器，其特征在于:采用瞬 时功率理论进行谐波检测，采样电流信号iab。，经abc-pq变换，通过低通滤波器后，和i PV相叠 加，产生合成电流信号，对逆变主电路进行控制，实现谐波补偿。
【文档编号】H02J3/18GK106058882SQ201610519453
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】王武, 张元敏
【申请人】许昌学院