一種應用于光伏并網變流器的諧波抑制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光伏并網發(fā)電【技術領域】，尤其涉及應用于光伏并網變流器的諧波抑制方法【技術領域】，它實現對諧波電流的抑制，解決了現有光伏并網變流器輸出電流含有大量諧波電流的問題。將采集的3相靜止坐標系下的電壓和電流量，經過坐標變換至2相旋轉坐標系，在2相旋轉坐標系下分別控制有功和無功分量，有功軸采用雙閉環(huán)控制策略，外環(huán)控制直流電壓，采用PI控制器，內環(huán)控制有功電流，采用PI并聯諧振(PR)控制器；無功軸采用單閉環(huán)控制策略，控制光伏并網變流器的功率因數，采用PI并聯諧振(PR)控制器。利用諧振控制器能零穩(wěn)態(tài)誤差的控制交流量的特點，抑制光伏并網變流器輸出電流的諧波，進而降低光伏并網變流器濾波電路的成本。
【專利說明】—種應用于光伏并網變流器的諧波抑制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏并網發(fā)電【技術領域】，尤其涉及應用于光伏并網變流器的諧波抑制方法【技術領域】。
【背景技術】
[0002]光伏并網變流器的研制和控制方法的優(yōu)化成為近年來光伏發(fā)電領域研究的熱點，其控制方法的升級尤其得到關注。目前光伏并網變流器控制方法多采用坐標變換的方式，在2相旋轉坐標系下采 用PI控制器控制有功電流和無功電流。PI控制器對直流量能實現零穩(wěn)態(tài)誤差控制，實現基波電流的無靜差調節(jié)。但是由于電網中含有諧波成分，諧波成分在2相旋轉坐標下表現為交流量，PI控制器對交流量的控制存在穩(wěn)態(tài)誤差，使得光伏并網變流器輸出電流中含有諧波，降低光伏并網變流器的整體性能，增加變流器的濾波成本。

【發(fā)明內容】

[0003]一種應用于光伏并網變流器的諧波抑制方法，采用坐標變換的方式，在2相旋轉坐標系下采用PI控制器控制有功電流和無功電流，其特征在于:包括以下步驟，
步驟SI，利用傳感器采集光伏并網變流器交流輸出端的三相交流電壓
H V,和交流電流/a、h、4,通過坐標變換將3相靜止坐標系下的交流電壓和交流電
流轉換至2相旋轉坐標系下的電壓矢量U,、K和電流矢量Zt1、I9 ；
步驟S2，在2相旋轉坐標系下，d軸有功軸采用雙閉環(huán)控制策略，外環(huán)控制直流電壓Ih
，直流電壓的給定和反饋作差后通過PI控制器輸出，輸出作為d軸電流環(huán)的給定，d軸電流
環(huán)的反饋采用坐標變換后的d軸電流矢量Zi，給定和反饋作差后通過PI并聯諧振控制器，
確保直流電壓穩(wěn)定和有功功率輸出；
步驟S3，q軸無功軸采用單閉環(huán)控制策略，按照光伏并網變流器功率因數要求給定q
軸的電流給定；q軸電流環(huán)的反饋采用坐標變換后的q軸電流矢量&，給定和反饋作差后通
過PI并聯諧振控制器，確保功率因數按照要求輸出；
步驟S4，d軸和q軸電流環(huán)的輸出再與坐標變換后的電壓矢量^^、Ut進行解耦，解耦
后的電壓矢量再采用空間矢量脈沖寬度調制算法計算光伏并網變流器開關器件的占空比，控制變流器輸出。
[0004]利用3相靜止坐標系下第3n+l次正序諧波分量在2相旋轉坐標系下表現為第3n次交流分量，以及3相靜止坐標系下第3n-l次負序諧波分量在2相旋轉坐標系下表現為第3n次交流分量的特點，采用諧振頻率為3β.50&的諧振控制器可同時抑制3η+1次正序諧波分量和3η_1次負序諧波分量。
[0005]在2相旋轉坐標系下有功軸的電流環(huán)和無功軸的電流環(huán)均采用PI并聯諧振控制器，其中諧振(PR)控制器傳遞函數為:
【權利要求】
1.一種應用于光伏并網變流器的諧波抑制方法，采用坐標變換的方式，在2相旋轉坐標系下采用PI控制器控制有功電流和無功電流，其特征在于:包括以下步驟， 步驟SI，利用傳感器采集光伏并網變流器交流輸出端的三相交流電壓 、U1、Uc和交流電流/a、h、h ,通過坐標變換將3相靜止坐標系下的交流電壓和交流電流轉換至2相旋轉坐標系下的電壓矢量Ud、Uq和電流矢量4.、； 步驟S2，在2相旋轉坐標系下，d軸有功軸采用雙閉環(huán)控制策略，外環(huán)控制直流電壓U女，直流電壓的給定和反饋作差后通過PI控制器輸出，輸出作為d軸電流環(huán)的給定，d軸電流環(huán)的反饋采用坐標變換后的d軸電流矢量4，給定和反饋作差后通過PI并聯諧振控制器，確保直流電壓穩(wěn)定和有功功率輸出； 步驟S3，q軸無功軸采用單閉環(huán)控制策略，按照光伏并網變流器功率因數要求給定q軸的電流給定；q軸電流環(huán)的反饋采用坐標變換后的q軸電流矢量& ,給定和反饋作差后通過PI并聯諧振控制器，確保功率因數按照要求輸出； 步驟S4，d軸和q軸電流環(huán)的輸出再與坐標變換后的電壓矢量、Uq進行解耦，解耦后的電壓矢量再采用空間矢量脈沖寬度調制算法計算光伏并網變流器開關器件的占空比，控制變流器輸出。
2.根據權利要求1所述的一種應用于光伏并網變流器的諧波抑制方法，其特征在于:利用3相靜止坐標系下第3n+l次正序諧波分量在2相旋轉坐標系下表現為第3n次交流分量，以及3相靜止坐標系下第3n-l次負序諧波分量在2相旋轉坐標系下表現為第3n次交流分量的特點，采用諧振頻率為3?.50&的諧振控制器可同時抑制3η+1次正序諧波分量和3η-1次負序諧波分量。
3.根據權利要求1所述的一種應用于光伏并網變流器的諧波抑制方法，其特征在于:在2相旋轉坐標系下有功軸的電流環(huán)和無功軸的電流環(huán)均采用PI并聯諧振控制器，其中諧振(PR)控制器傳遞函數為:
【文檔編號】H02M1/12GK103746550SQ201310720728
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】陳寧, 周飛, 易頔, 賈利民, 雷濤, 童亦斌, 劉京斗, 王戀 申請人:青海能高新能源有限公司, 北京能高自動化技術股份有限公司