一种调节逆变系统输出电压的控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及逆变系统控制技术领域，特别是涉及一种调节逆变系统输出电压的控 制方法及系统。
【背景技术】
[0002] 级联多电平变换器（Cascaded Multilevel Converters，CMC)能够适用于多种 并网工作场合，请参照图1和图2,其中，图1为本发明提供的一种级联多电平变换器的结 构示意图，图2为本发明提供的一种交流源模块的结构示意图，级联多电平变换器包括η 个依次串联的交流源模块和1个总的滤波器，交流源模块包括直流源和DCAC模块，当级 联多电平变换器用在需要交换有功功率的运用场合时，若级联多电平变换器中的某个交 流源模块的直流源无法输出有功功率时，则需要将该交流源模块的直流源断开，并使该交 流源模块运行于新的工况下，使其既能支撑输出电压又可以保证模块功率自平衡（Power Self-balanced，PSB) 〇
[0003] 具体的，当级联多电平变换器运用到光伏发电系统时，往往存在某个DCAC模块所 接PV板由于损坏或者开路电压过低而不能输出有功功率，且逆变系统的总输出电压需求 又较高而导致该模块不允许被旁路的情况，这将导致系统由于调制不足而无法正常工作。 现有技术中为解决这个问题，通常有以下两种方法，一种是选择为级联多电平变换器增加 冗余子模块，但该做法会导致逆变系统正常工作时，各交流源模块的调制比过低，影响逆 变系统整体效率；另一种方法是让某些交流源模块的PV板升压脱离最大功率点（Maximum Power Point，MPP)，但这样做会损失发电量。
[0004] 因此，如何提供一种使得处于功率自平衡模式的交流源模块既能支撑输出电压又 可以保证模块功率自平衡的控制方法和系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种调节逆变系统输出电压的控制方法，使得功率自平衡模 式的第i个交流源模块既能支撑总电压又可以保证模块功率自平衡，提高了逆变系统的效 率；本发明的另一目的是提供一种调节逆变系统输出电压的控制系统。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种调节逆变系统输出电压的控制方法，应 用于逆变系统，其中，所述逆变系统包括N个交流源模块，N不小于2,当第i个交流源模块 处于功率自平衡模式时，I < i < N，包括：
[0007] 断开所述第i个交流源模块中的直流源；
[0008] 控制所述第i个交流源模块中的DCAC模块的直流侧电压为第一预设电压；
[0009] 生成调制波，其中，所述调制波在所述逆变系统输出的总电压的峰值的预设范围 内时使得所述第i个交流源模块输出的子电压对所述总电压进行补偿，以使得所述逆变系 统的输出电压满足第二预设电压，且所述调制波使得所述第i个交流源模块在一个周期内 与所述逆变系统交换的功率为〇 ;
[0010] 依据所述调制波和所述第一预设电压对所述第i个交流源模块进行控制，同时依 据预设调制波对除去所述第i个交流源模块的N-I个所述交流源模块进行控制，实现了对 所述逆变系统的控制。
[0011] 优选地，所述生成调制波的过程具体为：
[0012] 依据所述第二预设电压和N个所述交流源模块中除去所述第i个交流源模块的 N-I个所述交流源模块输出的子电压来生成调制波；其中，所述调制波具体为：
[0014] 其中，k为整数，且识〇:满足
[0015] ^依据所述第二预设电压和所述N-I个所述交流源模块输出的子电压的差值来 设定。
[0016] 优选地，所述生成调制波的过程还包括：
[0017] 为免σ叠加一个相角，用来抵消所述第i个交流源模块本身的有功功耗，其中， 为所述第一预设电压经过第一闭环控制后得到的输出值；
[0018] 则所述调制波具体为：
[0020] 贝怍-2典- 2Δ沪即为所述预设范围。
[0021] 优选地，所述生成调制波的过程还包括：
[0022] 在⑴进行分段跳变时，对⑴进行斜率限制处理。
[0023] 优选地，所述生成调制波的过程具体为：
[0024] 依据所述第二预设电压和N个所述交流源模块中除去所述第i个交流源模块的 N-I个所述交流源模块输出的子电压来生成调制波；其中，所述调制波具体为：
[0025] vri (t) = -Vri sin (3 ω t), 2k π 3 ω t 2 (k+1) η ；
[0026] 其中，k为整数，￥"依据所述第二预设电压和所述N-I个所述交流源模块输出的 子电压的差值来设定。
[0027] 优选地，所述生成调制波的过程还包括：
[0028] 当vri(t)与所述逆变系统的总调制波vr(t)之间的电压瞬时值符号相同时，为V ri设置一个比例系数k"，用来抵消所述第i个交流源模块本身的有功功耗，其中，k"为所述 第一预设电压经过第二闭环控制后得到的输出值；
[0029] 则所述调制波具体为：
[0031] 其中，k为整数，￥"依据所述第二预设电压和所述N-I个所述交流源模块输出的 子电压的差值来设定。
[0032] 为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种调节逆变系统输出电压的控制系 统，应用于逆变系统，其中，所述逆变系统包括N个交流源模块，N不小于2,当第i个交流源 模块处于功率自平衡模式时，I < i < N，包括：
[0033] 断开单元，用于断开所述第i个交流源模块中的直流源；
[0034] 控制单元，用于控制所述第i个交流源模块中的DCAC模块的直流侧电压为第一预 设电压；
[0035] 调制单元，用于生成调制波，其中，所述调制波在所述逆变系统输出的总电压的峰 值的预设范围内时使得所述第i个交流源模块输出的子电压对所述总电压进行补偿，以使 得所述逆变系统的输出电压满足第二预设电压，且所述调制波使得所述第i个交流源模块 在一个周期内与所述逆变系统交换的功率为〇 ;
[0036] 所述控制单元，还用于依据所述调制波和所述第一预设电压对所述第i个交流源 模块进行控制，同时依据预设调制波对除去所述第i个交流源模块的N-I个所述交流源模 块进行控制，实现了对所述逆变系统的控制。
[0037] 优选地，该系统还包括：
[0038] 斜率限制器，用于在v"(t)进行分段跳变时，对v"(t)进行斜率限制处理。
[0039] 本发明公开的一种调节逆变系统输出电压的控制方法及系统，当第i个交流源模 块处于功率自平衡模式时，会控制第i个交流源模块中的DCAC模块的直流侧电压为第一预 设电压，再生成调制波，依据调制波和预设电压对逆变系统进行控制，因为调制波在逆变系 统输出的总电压的峰值的预设范围内时会让第i个交流源模块输出的子电压对总电压进 行补偿，以使得逆变系统的输出电压满足第二预设电压，且调制波使得第i个交流源模块 在一个周期内与逆变系统交换的的功率为〇,可见，本发明公开的一种调节逆变系统输出电 压的控制方法及系统，使得功率自平衡模式的第i个交流源模块既能支撑总输出电压又可 以保证本模块功率自平衡，提高了逆变系统的效率。
【附图说明】
[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。
[0041] 图1为本发明提供的一种级联多电平变换器的结构示意图；
[0042] 图2为本发明提供的一种交流源模块的结构示意图；
[0043] 图3为本发明提供的一种调节逆变系统输出电压的控制方法的过程的流程图；
[0044] 图4为本发明提供的另一种调节逆变系统输出电压的控制方法的过程的流程图；
[0045] 图5为本发明提供的一种第i个交流源模块的功率自平衡的原理分析示意图；
[0046] 图6为本发明提供的一种逆变系统中，N个交流