一種具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器，由光伏發(fā)電單元、BOOST升壓斬波器、MPPT控制器、DC/AC逆變主電路、信號采樣電路、直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制模塊、諧波檢測及控制模塊、逆變SPWM生成模塊組成；升壓斬波電路的輸入為光伏輸出，升壓斬波電路的輸出為逆變器的直流側(cè)；逆變主電路采用三相電壓型逆變電路，有電力電子開關(guān)元件組成主電路；逆變器將直流電變?yōu)榻涣麟?。本發(fā)明給出了具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu)圖，將逆變器進行復(fù)用，既作為光伏并網(wǎng)逆變器，同時又作為有源電力濾波器使用，簡化了電路設(shè)計，降低了成本。
【專利說明】一種具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器
[0001] 本發(fā)明涉及新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用電力電子技術(shù)實現(xiàn)光伏并網(wǎng)逆變 器系統(tǒng)設(shè)計，主要應(yīng)用于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著分布式電源在電力系統(tǒng)中的比例進一步加大以及微網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的 滲透，使得分布式電源與當?shù)刎摵?、儲能系統(tǒng)和控制系統(tǒng)逐步實現(xiàn)了集成并網(wǎng)，對系統(tǒng)的電 能質(zhì)量也提出了更高要求。通過對微網(wǎng)系統(tǒng)進行主動控制，使其分布式發(fā)電單元通過逆變 器復(fù)用技術(shù)或相關(guān)控制策略的應(yīng)用，具有濾波、不平衡補償和諧波減少等功能，可以充分發(fā) 揮分布式電源功率調(diào)度方便，響應(yīng)迅速等優(yōu)勢，對改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量水平具有積極意義。 有鑒于此，本專利提出一種具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器，主動治理微網(wǎng)并網(wǎng)節(jié) 點處的諧波，并進行無功補償，消除非線性負載帶來的諧波污染，實現(xiàn)電能質(zhì)量改善，也進 一步拓展微網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用了下述的技術(shù)方案：一種具有濾波和無功補償?shù)?光伏并網(wǎng)逆變器，由光伏發(fā)電單元、BOOST升壓斬波器、MPPT控制器、DC/AC逆變主電路、信號 采樣電路、直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制模塊、諧波檢測及控制模塊、逆變SPffM生成模塊組成；
[0005] 升壓斬波電路的輸入為光伏輸出，升壓斬波電路的輸出為逆變器的直流側(cè);逆變 主電路采用三相電壓型逆變電路，有電力電子開關(guān)元件組成主電路;逆變器將直流電變?yōu)?交流電；
[0006] 經(jīng)過MPPT環(huán)節(jié)得到有功指令電流信號，對非線性負載電流iab。進行采集，得到諧 波信號，從而合成輸出參考信號，該信號為諧波補償指令電流和有功指令電流的合成，將 其輸入至PffM控制，從而驅(qū)動逆變諧波補償復(fù)用主電路。
[0007] 優(yōu)選方案，為使復(fù)用逆變器能進行功率輸出，同時實現(xiàn)非線性引起的諧波補償，一 方面，通過對光伏輸出進行MPPT控制，控制逆變器輸出。另一方面，通過實時進行諧波檢測， 實現(xiàn)諧波補償控制
[0008] 優(yōu)選方案，光伏輸出電壓信號進行電壓環(huán)PI控制，產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號AiP，該信號與 MPPT產(chǎn)生的電流信號相疊加，產(chǎn)生i pv信號。
[0009] 優(yōu)選方案，米用瞬時功率理論進彳丁諧波檢測，米樣電流彳目號iabc，經(jīng)abc-pq變換，通 過低通濾波器后，和ip V相疊加，產(chǎn)生合成電流信號，對逆變主電路進行控制，實現(xiàn)諧波補償。
[0010] 本發(fā)明給出了具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu)圖，將逆變器進行 復(fù)用，既作為光伏并網(wǎng)逆變器，同時又作為有源電力濾波器使用，簡化了電路設(shè)計，降低了 成本。
【附圖說明】
[0011] 圖1為具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu)圖之一；
[0012] 圖2為具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu)圖之二；
[0013] 圖3為具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu)圖之三；
[0014] 圖4為具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu)圖之四；
[0015] 圖5為具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu)圖之五。
【具體實施方式】
[0016] 為了使從事光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)技術(shù)人員能更好地理解本發(fā)明方案，下 面參照附圖對本發(fā)明實施方式進行詳細說明。
[0017] 參見圖1-5,本系統(tǒng)提供了一種具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu) 圖，該系統(tǒng)主要由光伏發(fā)電單元、BOOST升壓斬波器、MPPT控制器、DC/AC逆變主電路、信號采 樣電路、直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制、諧波檢測及控制、逆變SPWM生成等模塊組成。升壓斬波電路 的輸入為光伏輸出，升壓斬波電路的輸出為逆變器的直流側(cè)。逆變主電路采用三相電壓型 逆變電路，有Vl~V6六個電力電子開關(guān)元件組成主電路，其通斷受PWM脈沖控制。逆變器將 直流電變?yōu)榻涣麟?，?jīng)濾波后，可以供給本地負載，也可以進行并網(wǎng)。
[0018] 本系統(tǒng)中，考慮到光伏逆變器和有源電力濾波器主電路相同，將逆變器進行復(fù)用， 所以逆變電路既作為光伏并網(wǎng)逆變器使用，同時又作為有源電力濾波器使用，從而大大簡 化了電路設(shè)計，降低了成本。為使復(fù)用逆變器能進行功率輸出，同時實現(xiàn)非線性引起的諧波 補償，一方面，通過對光伏輸出進行MPPT控制，控制逆變器輸出。另一方面，通過實時進行諧 波檢測，實現(xiàn)諧波補償控制。
[0019] 為了實現(xiàn)功率輸出控制，需要對光伏單元進行MPPT控制，其中&為經(jīng)過MPPT環(huán)節(jié) 所得到的有功指令電流信號，為了進行諧波補償控制，系統(tǒng)對非線性負載電流i ab。進行采 集，其中Ck為諧波補償指令電流和有功指令電流的合成輸出參考信號，將其輸入至PWM控 制，從而驅(qū)動逆變諧波補償復(fù)用主電路。
[0020] 系統(tǒng)控制器實現(xiàn)如下：在系統(tǒng)直流控制端，MPPT模塊完成光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓和 功率控制，一方面控制BOOST升壓斬波電路，實現(xiàn)光伏功率控制，使其實現(xiàn)最大功率跟蹤控 制，另一方面，MPPT控制模塊產(chǎn)生電流信號該信號為有功功率指令電流參考信號，光伏 輸出電壓信號進行電壓環(huán)PI控制，產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號Ai p，該信號與MPPT產(chǎn)生的電流信號&相 疊加，產(chǎn)生ipv信號。采用瞬時功率理論進行諧波檢測，采樣電流信號i ab。，經(jīng)abc-pq變換，通 過低通濾波器后，和ipv相疊加，產(chǎn)生合成電流信號，對逆變主電路進行控制，實現(xiàn)諧波補償。
[0021] 以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的詳細說明，不能認定發(fā)明的具體實 施僅限于這些，對于在不脫離本發(fā)明思想前提下做出的簡單推演及替換，都應(yīng)當視為本發(fā) 明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器，其特征在于：由光伏發(fā)電單元、BOOST 升壓斬波器、MPPT控制器、DC/AC逆變主電路、信號采樣電路、直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制模塊、諧 波檢測及控制模塊、逆變SPWM生成模塊組成； 升壓斬波電路的輸入為光伏輸出，升壓斬波電路的輸出為逆變器的直流側(cè);逆變主電 路采用三相電壓型逆變電路，有電力電子開關(guān)元件組成主電路;逆變器將直流電變?yōu)榻涣?電； 經(jīng)過MPPT環(huán)節(jié)得到有功指令電流信號/;.，對非線性負載電流iabc進行采集，得到諧波信 號，從而合成輸出參考信號/^，該信號為諧波補償指令電流和有功指令電流的合成，將其 輸入至PWM控制，從而驅(qū)動逆變諧波補償復(fù)用主電路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器，其特征在于:為使復(fù) 用逆變器能進行功率輸出，同時實現(xiàn)非線性引起的諧波補償，一方面，通過對光伏輸出進行 MPPT控制，控制逆變器輸出。另一方面，通過實時進行諧波檢測，實現(xiàn)諧波補償控制。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器，其特征在于:光伏輸 出電壓信號進行電壓環(huán)PI控制，產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號A ip，該信號與MPPT產(chǎn)生的電流信號'相疊 加，產(chǎn)生ipv信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有濾波和無功補償?shù)墓夥⒕W(wǎng)逆變器，其特征在于:采用瞬 時功率理論進行諧波檢測，采樣電流信號iab。，經(jīng)abc-pq變換，通過低通濾波器后，和i PV相疊 加，產(chǎn)生合成電流信號，對逆變主電路進行控制，實現(xiàn)諧波補償。
【文檔編號】H02J3/18GK106058882SQ201610519453
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】王武, 張元敏
【申請人】許昌學院