一种基于lcl滤波器的光伏并网逆变器的控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于LCL滤波器的光伏并网逆变器的控制方法。进行逆变器的控制，从输出电流参考值中提取逆变器该输出电流参考值的信号，输出电流参考值的信号包括输出电流的跟踪值和微分信号；然后从逆变器的输出端提取输出电流实际值的跟踪值和微分信号，并估计逆变器含有的所有扰动；控制逆变器的输出电流参考值和实际值之差；由上述得到的所有扰动估计值补偿逆变器含有的所有扰动，得到逆变器的实际控制量。本发明降低输出电流的THD和DCI，提高并网电能质量；增强系统的运行可靠性，避免因环境因素导致的停机故障；提高系统鲁棒性，抵抗内外扰动对系统的不利影响。
【专利说明】—种基于LCL滤波器的光伏并网逆变器的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种逆变器控制方法，尤其是涉及一种基于LCL滤波器的光伏并网逆变器的控制方法。
【背景技术】
[0002]新能源对于缓解能源短缺和环境危机，保障社会可持续发展，维护国家能源安全起到了重要作用，而光伏并网发电技术由于具有调节峰谷负荷、实现资源有效利用等优点而成为新能源高效利用的关键技术。目前，在实际工程中，光伏并网发电系统的正常运行受到光照强度、环境温度、空气湿度、海拔高度和器件老化等因素的影响，导致光伏并网发电系统运行效率较低，常常出现停机等故障。从而严重影响了光伏系统的寿命，降低了供电可靠性。
[0003]逆变器作为光伏并网发电系统中的核心设备，其控制性能的优劣直接决定了并网系统的供电可靠性和鲁棒性。如何改进并网逆变器控制方法以提高光伏并网发电系统性能，对于光伏并网发电的大规模高效应用具有重要意义。
[0004]本发明针对中小功率(10~50kW)两级式三相光伏并网逆变器，基于二极管箝位式三电平光伏并网逆变器作为主电路拓扑结构，本发明方法应用于该逆变器的控制之中，见附图2。
[0005]PV太阳能光伏阵列作为输入直流电源接于正负极之间，电解电容Cb作为输入的滤波电容并接于PV两端。电感Lb、二极管Db、开关管Tb(两端反并联二极管Dbtl)组成BOOST升压电路，对PV输入电压升压为直流母线电压作为后级逆变器的输入电压。电解电容CpC2并接于直流母线两端；逆变器每相桥臂分别由4个开关管S1-S4串联接于直流母线两端，每个开关管两端反并联一个二极管D1-D4,由每相桥臂的中点引出A、B、C三个相线，分别经由逆变器侧滤波电感L1、网侧滤波电感L2和滤波电容C构成的LCL滤波器接入三相电网；每相桥臂各有两个串联箝位二极管D5和D6接于上面两个开关管和下面两个开关管之间，每个中点与两串联电容的中点相连。
[0006]将如图3的系统控制框图等效为如图2所示的逆变器单相等效电路，分析现有如图4所示的控制结构，得到该主电路拓扑结构的状态方程的模型，如下所示:
【权利要求】
1.一种基于LCL滤波器的光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)进行逆变器的控制，从输出电流参考值中提取逆变器该输出电流参考值的信号，输出电流参考值的信号包括输出电流的跟踪值和微分信号； 2)然后从逆变器的输出端提取输出电流实际值的跟踪值和微分信号，并估计逆变器含有的所有扰动； 3)控制逆变器的输出电流参考值和实际值之差； 4)由步骤2)得到的所有扰动估计值补偿逆变器含有的所有扰动，得到逆变器的实际控制量。
2.根据权利要求1所述的一种基于LCL滤波器的光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于:所述的步骤I)中的逆变器输出电流参考值的信号通过将两个相同的跟踪微分器串联而形成的串级跟踪微分器进行提取，通过第一跟踪微分器采用以下公式I提取输出电流参考值V的跟踪值X1和一阶微分信号X' 2:
3.根据权利要求1所述的一种基于LCL滤波器的光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于:所述的步骤2)中的输出电流实际值的微分信号通过扩张状态观测器采用以下公式3进行提取并估计逆变器含有的所有扰动；
4.根据权利要求1所述的一种基于LCL滤波器的光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于:所述的步骤3)中的逆变器的输出电流参考值和实际值之差通过反馈控制器采用以下公式4进行控制:
5.根据权利要求1所述的一种基于LCL滤波器的光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于:所述的步骤4)中的逆变器含有的所有扰动通过补偿器采用以下公式5进行补偿，得到逆变器的实际控制量u:
【文档编号】H02M7/487GK103731058SQ201310715043
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】杨捷, 齐冬莲, 张国月, 吴越, 辛焕海, 张建良 申请人:浙江大学, 宁波成筑智能科技有限公司