專利名稱：基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器pwm控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的日益減少和緊缺，以及我國政府對(duì)環(huán)境保護(hù)和新能源發(fā)展的重視，政府以及電網(wǎng)公司出臺(tái)了一系列倡導(dǎo)和鼓勵(lì)新能源發(fā)展的政策，以達(dá)到節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境的目的。各地方政府以及行業(yè)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)和科研院所都在積極發(fā)展新能源，應(yīng)用新能源。當(dāng)前新能源發(fā)電在全世界范圍內(nèi)迅猛發(fā)展，并網(wǎng)逆變器應(yīng)用越來越廣泛。并網(wǎng)逆變器能有效的實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，但其快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地響應(yīng)電網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化是一個(gè)復(fù)雜而又關(guān)鍵的技術(shù)問題。對(duì)于分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)，提供優(yōu)質(zhì)電能、實(shí)現(xiàn)相應(yīng)電能質(zhì)量改善和功率補(bǔ)償功能，逆變器有效的并網(wǎng)控制方法起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的逆變器并網(wǎng)控制方法包括電壓電流雙環(huán)控制，滯環(huán)控制，無差拍控制，重復(fù)控制等。雙環(huán)控制是逆變器并網(wǎng)普遍使用的一種方式，它兼?zhèn)淞己玫膭?dòng)靜態(tài)性能。這種控制方法是在電壓環(huán)內(nèi)增加一個(gè)電流內(nèi)環(huán)，通過這種方式能顯著提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度， 及時(shí)的削減負(fù)載擾動(dòng)造成的影響。但是它的不足之處在于需要內(nèi)環(huán)有很快的響應(yīng)速度，用模擬電路很難達(dá)到非常滿意的效果。滯環(huán)電流控制是通過電流偏差來控制開關(guān)管開通或者關(guān)斷的一種技術(shù)。這種控制方法具有方法簡單，諧波小，動(dòng)態(tài)性能好，對(duì)負(fù)載參數(shù)變化不敏感等優(yōu)點(diǎn)。但開關(guān)頻率并不穩(wěn)定，它隨著電流的波動(dòng)而不斷變化，給交流濾波器的設(shè)計(jì)增加了難度，也增加了開關(guān)管的損耗及應(yīng)力。無差拍控制是基于離散的狀態(tài)空間方程提出的。由于輸出電壓的下一次采樣值與系統(tǒng)當(dāng)次的采樣值和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)線性相關(guān)，所以可以根據(jù)輸出反饋來推算下一個(gè)開關(guān)周期中的PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)脈寬，控制瞬時(shí)輸出電壓。它基于每一個(gè)開關(guān)周期的瞬時(shí)值進(jìn)行控制，所以對(duì)精確性要求很高，適合于數(shù)字化控制的逆變器。重復(fù)控制是在控制系統(tǒng)內(nèi)部植入一個(gè)數(shù)學(xué)模型，來消除非線性擾動(dòng)的控制方法。 在一個(gè)并網(wǎng)逆變器中，由于給定的基準(zhǔn)和輸出的量都是正弦量，所以誤差信號(hào)是周期變化量。要消除周期變化的誤差信號(hào)需要在閉環(huán)控制系統(tǒng)中增加一個(gè)周期的激勵(lì)信號(hào)來抵消誤差的周期性變化，所以重復(fù)控制還存在動(dòng)態(tài)響應(yīng)差的缺點(diǎn)。目前常用的這些并網(wǎng)逆變器的控制方法的實(shí)現(xiàn)或多或少都還存在一定的復(fù)雜性和難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)目前并網(wǎng)逆變器控制方法存在的實(shí)施復(fù)雜、缺乏實(shí)時(shí)性等問題，提出一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法，其特征是所述方法包括下列步驟步驟1 采集電網(wǎng)側(cè)線電壓；步驟2 根據(jù)電網(wǎng)側(cè)線電壓，計(jì)算三相相電壓；步驟3 將三相相電壓向前移相設(shè)定相位后，與PWM調(diào)制電路內(nèi)部的三角載波進(jìn)行比較并產(chǎn)生PWM波，將所述PWM波作為逆變器的驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)逆變器并網(wǎng)；步驟4 采集當(dāng)前時(shí)刻的三相相電流；步驟5 計(jì)算三相相電流與三相相電壓的相位差；步驟6 判斷逆變器輸出的有功功率/無功功率是否對(duì)電網(wǎng)功率實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償，如果是，則執(zhí)行步驟8 ；否則，執(zhí)行步驟7 ；步驟7 調(diào)節(jié)設(shè)定相位和三相相電壓的增量，返回步驟3 ；步驟8:結(jié)束。所述步驟2具體是采用對(duì)稱分量法計(jì)算三相相電壓，其計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法，其特征是所述方法包括下列步驟步驟1:采集電網(wǎng)側(cè)線電壓；步驟2 根據(jù)電網(wǎng)側(cè)線電壓，計(jì)算三相相電壓；步驟3 將三相相電壓向前移相設(shè)定相位后，與PWM調(diào)制電路內(nèi)部的三角載波進(jìn)行比較并產(chǎn)生PWM波，將所述PWM波作為逆變器的驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)逆變器并網(wǎng)； 步驟4 采集當(dāng)前時(shí)刻的三相相電流； 步驟5 計(jì)算三相相電流與三相相電壓的相位差；步驟6 判斷逆變器輸出的有功功率/無功功率是否對(duì)電網(wǎng)功率實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償，如果是，則執(zhí)行步驟8 ；否則，執(zhí)行步驟7 ；步驟7 調(diào)節(jié)設(shè)定相位和三相相電壓的增量，返回步驟3 ； 步驟8 結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法，其特征是所述步驟2具體是采用對(duì)稱分量法計(jì)算三相相電壓，其計(jì)算公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法，其特征是所述調(diào)節(jié)設(shè)定相位和三相相電壓的增量具體通過比例積分電路實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法，其特征是所述調(diào)節(jié)設(shè)定相位具體是根據(jù)設(shè)定相位和三相相電流與三相相電壓的相位差進(jìn)行調(diào)節(jié)， 當(dāng)設(shè)定相位大于三相相電流與三相相電壓的相位差時(shí)，調(diào)小設(shè)定相位；反之，則調(diào)大設(shè)定相位。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法，其特征是所述調(diào)節(jié)三相相電壓的增量具體根據(jù)PWM波占空比所需的電壓增量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于實(shí)測(cè)電壓調(diào)制的并網(wǎng)逆變器PWM控制方法。包括采集電網(wǎng)側(cè)線電壓；根據(jù)電網(wǎng)側(cè)線電壓，計(jì)算三相相電壓；將三相相電壓向前移相設(shè)定相位后，與PWM調(diào)制電路內(nèi)部的三角載波進(jìn)行比較并產(chǎn)生PWM波，將PWM波作為逆變器的驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)逆變器并網(wǎng)；采集當(dāng)前時(shí)刻的三相相電流；計(jì)算三相相電流與三相相電壓的相位差；判斷逆變器輸出的有功功率/無功功率是否對(duì)電網(wǎng)功率實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償，如果是，則過程結(jié)束；否則，調(diào)節(jié)設(shè)定相位和三相相電壓的增量，并返回三相電壓移相步驟。本發(fā)明在簡化并網(wǎng)實(shí)施過程并且提高并網(wǎng)實(shí)時(shí)性的同時(shí)，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的有功功率或無功功率進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，進(jìn)而提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102255335SQ20111020823
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者林少伯, 韓民曉 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)