电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法
【专利摘要】本发明涉及光伏并网逆变控制方法的技术领域，尤其是一种电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法，具体操作步骤是：a.首先分别对三相电网电压进行独立PLL锁相；b.然后通过闭环PLL锁相后得到三相的锁相信号A_sinθ、B_sinθ和C_sinθ；c.三相电流瞬时值反馈独立控制，最后准确输出三相平衡电流。采用三相独立锁相算法实现三相电网电压准确锁相，实现三相电流静止坐标控制，计算量少，并且在三相电网电压不平衡时逆变器都能准确输出三相平衡电流。
【专利说明】
电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及光伏并网逆变控制方法的技术领域，尤其是一种电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法。
【背景技术】
[0002]光伏并网逆变器的控制系统中，一般采用DQ转换的矢量控制算法，电压和电流三相静止坐标量通过Pack和Clark变换为直流量进行控制，通过PI补偿控制后理论上能实现无静差跟踪。当三相电网电压不平衡时，Pack和Clark变换的结果并不是直流量的问题，需要进行复杂的正负序分离。同时，锁相和三相电流控制都需要同时对正序和负序进行控制，否则锁相不准确，并且不能输出三相平衡电流。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:为了解决上述【背景技术】中的现有技术存在的问题，提供一种电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法，采用三相独立锁相算法实现三相电网电压准确锁相，实现三相电流静止坐标控制，三相电流瞬时值反馈独立控制，计算量少，并且在三相电网电压不平衡时逆变器都能准确输出三相平衡电流。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法，具体操作步骤如下:
[0005]a.首先分别对三相电网电压进行独立PLL锁相；
[0006]b.然后通过闭环PLL锁相后得到三相的锁相信号A_sin 0、B_sin 0和(:_8丨11 Θ。；
[0007]c.最后准确输出三相平衡电流。
[0008]进一步具体地说，上述技术方案中，所述步骤a中构造一个与原电压信号正交的电压，且该构造的电压信号滞后原电压信号90度相位。
[0009]本发明的有益效果是:该电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法，实现三相电流在静止坐标下直接控制和三相电网电压直接前馈控制，实现真正意义上的三相独立控制，大大提高系统的控制响应速度和控制精度，以解决矢量控制需要进行复杂的正负序分离、提取和控制的不足，为DSP处理器节省了大量运算时间；使用滞后原电压信号90度相位实现正交信号的闭环锁相算法，算法易于实现，计算量少，锁相动态性能好，相位跟踪精度高，并且在三相电流闭环控制中采用电流反馈瞬时控制，并且三相电流独立控制，每一相电流环路只需要一个PI控制器即可实现三相电流精准控制，并且计算量比矢量控制算法少很多；该控制系统在任何情况下，包括三相电网电压不平衡、电网电压任意相跌落、低电压穿越等情况下，逆变器都能准确输出三相平衡电流。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011 ]图1是本发明独立锁相算法流程图；
[0012]图2是本发明逆变控制算法流程图。
【具体实施方式】
[0013]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0014]本发明电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法，具体操作步骤如下:
[0015]a.首先分别对三相电网电压进行独立PLL锁相，对于任意一相电网电压，采用基于正交信号的闭环锁相技术(见图1)，其动态性能好，与电网相位跟踪精度高。然而，基于正交信号的闭环锁相技术需要根据一对正交电压信号才可以实现，而任意一相电网电压独立锁相时只有相电压一个电压信号，因此需要构造一个与原电压信号正交的电压，而这个构造的电压信号需要滞后原电压信号90度相位。
[0016]b.然后通过闭环PLL锁相后得到三相的锁相信号A_sin 0、B_sin 0和(:_&11 Θ;如果是矢量控制，锁相环需要进行正序和负序分量的锁相计算，计算量复杂;在运用矢量控制算法的控制系统中，首先需要对三相并网电流进行转换为D轴分量Id和Q轴分量Iq，同时需要进行分离和提取D轴的正负序分量和Q轴的正负序分量，因此需要两个PI控制器分别对D轴的正序和负序分量进行调节控制，也需要两个PI控制器对Q轴的正负和负序分量进行调节控制，计算量相当复杂。本发明采用三相电网电压独立锁相，三相并网电流闭环控制属于独立控制，在调节无功时Id_ref和Iq_ref只需要相加即可合成该相的给定电流Iref，控制系统只需要对每相的并网电流反馈做差经过一个PI控制器即可实现该相电流的精准跟踪控制。
[0017]c.最后准确输出三相平衡电流。
[0018]见图1，构造与原电压信号正交的电压信号的延时处理模块，DSP采样电网电压信号的采用点数为N，那么延时90度的电压信号需要定义N/4个元素的数组，使用递推式存入原电压信号，即得到延时90度的电压信号；原电压信号即是三相静止坐标电压的Valpha，延时90度的电压信号即是Vbeta，分别与锁相信号sin Θ和cos Θ相乘，做差运算通过PI调节器算出角度信号的调节量Wp，公式如下:Wp = _Valpha*cos 0-Vbeta*sin Θ;再加上工频50Hz的基准角度Wo = 314即得到电网电压的实际跟踪相位角，W=Wp+Wo;经过转换后得到锁相信号八_8；[11 9、B_sin 9和(]_8；[11 Θ。
[0019]见图2，在并网控制系统中，母线电压外环用于计算得到电流幅值给定值，将母线电压参考值Vref与母线电压采样值Vbus做差，通过电压外坏PI调节器计算得到三相电流的d轴的给定值Iref。三相电流d轴给定值Iref分别与三相独立锁相信号A_sin 0、B_sin Θ和C_sin Θ相乘，得到三相电流给定信号Ia_ref、Ib_ref和Ic_ref;分别使用三相电流给定信号Ia_ref、Ib_ref和Ic_ref与三相并网电流反馈Ia、Ib和Ic做差运算，再使用三个PI控制器分别对三相并网电流进行补偿控制，得到Ia_out、Ib_out和Ic_out;经过PI控制器的三相并网电流的控制量分别与对应的相电压相加，即引入三相电网电压前馈控制，再通过SVPffM算法转换得到空间矢量信号，再除以母线电压就得到最终的矢量占空比信号，该矢量占空比信号经过DSP的PffM模块产生开关管驱动信号。
[0020]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法，其特征在于:具体操作步骤如下: a.首先分别对三相电网电压进行独立PLL锁相； b.然后通过闭环PLL锁相后得到三相的锁相信号4_^110、8_&110和(:_&110; c.三相电流瞬时值反馈独立控制，最后准确输出三相平衡电流。2.根据权利要求1所述的电流静止坐标控制的光伏并网逆变控制方法，其特征在于:所述步骤a中构造一个与原电压信号正交的电压，且该构造的电压信号滞后原电压信号90度相位。
【文档编号】H02J3/26GK105896597SQ201610246522
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月2日
【发明人】潘卓
【申请人】深圳朗拓新能源有限公司