一种具有电能质量调节功能的单相光伏并网逆变器控制方法
【专利摘要】本发明提供一种具有电能质量调节功能的单相光伏并网逆变器控制方法，目的在于使逆变器并网发电同时具有无功补偿及谐波补偿能力。其特征在于，利用改进后的正交信号发生器（SOGI-QSG）构造两相静止坐标系，快速检测负荷中的无功电流分量和谐波电流分量；将需补偿的无功电流、谐波电流与光伏阵列获得的有功电流合成，构成逆变器输出的参考电流。根据所构成的参考电流选择准比例谐振控制器PR与非理想谐振控制器相结合的复合电流控制器，分别对负荷电流基波分量及该逆变器需补偿的谐波电流进行控制，从而得到逆变器的开关管控制信号，实现了单相光伏并网逆变器在并网发电同时提供无功补偿及谐波补偿的功能。
【专利说明】一种具有电能质量调节功能的单相光伏并网逆变器控制方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电力系统中分布于电网末梢的单相光伏并网逆变器的控制方法， 特别是一种具有电能质量调节功能的单相光伏并网逆变器控制方法。
【背景技术】
[0002] 低压配电网中非线性及冲击性负荷日益增加，其产生的谐波电流及无功电流给公 共电网的电能质量带来了巨大压力。有源电力滤波器(APF)由于其成本高，功能单一，主 要用于工业领域，对于单相电网的居民区则应用较少。光伏发电的并网系统与APF的结构 具有相似之处，因此光伏发电系统在并网的同时提供有源滤波功能的控制方法是可以实现 的。当阳光充足时，在保证光伏电池阵列获取的全部功率馈入电网的前提下，利用换流器剩 余容量进行谐波及无功补偿；当夜晚或阳光不足时，换流器则可完全工作在有源滤波模式 下，提高了光伏并网系统利用率。
[0003] 现有技术中对单相光伏并网逆变器的控制方法不能同时兼顾无功和谐波的补偿。 逆变器输出电流含有大量无功分量和谐波分量会给电网电能质量带来不利影响，因此亟需 提出一种具有电能质量调节功能的单相光伏并网逆变器控制方法能使其在并网发电的同 时具有无功补偿及谐波补偿的功能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种具有电能质量调节功能的单相光伏并网逆变器控制方 法能使其在并网发电的同时具有无功补偿及谐波补偿的功能。其特征在于，实现步骤包 括： 步骤一：利用改进后的正交信号发生器（S0GI-QSG)构造两相静止坐标系，分离出所述 逆变器的公共连接点PCC电压％、负荷电流人在所述两相静止坐标系下的PCC电压基波分 量(4。、"gl e )及负荷电流的基波分量(八i。、人i e ); 步骤二：所述逆变器需补偿的谐波电流人h为所述逆变器的负荷电流人减去负荷电流 基波分量/ua的差值； 步骤三：根据瞬时无功功率理论计算逆变器负荷所需的无功功率队，并将队作为逆变 器参考输出无功功率 步骤四：根据最大功率跟踪算法计算出所述逆变器参考输出有功功率/^v与维持所述 逆变器直流端电压稳定所需的变化功率逆变器参考输出功率产=; 步骤五：根据公式
【权利要求】
1. 一种具有电能质量调节功能的单相光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，实现步 骤包括： 步骤一：利用改进后的正交信号发生器（SOGI-QSG)构造两相静止坐标系，分离出所述 逆变器的公共连接点PCC电压％、负荷电流八在所述两相静止坐标系下的PCC电压基波分 量(i/gl α、i/gl e )及负荷电流的基波分量(4 α、八i e ); 步骤二：所述逆变器需补偿的谐波电流八h为所述逆变器的负荷电流Λ减去负荷电流 基波分量/ua的差值； 步骤三：根据瞬时无功功率理论计算逆变器负荷所需的无功功率仏，并将仏作为逆变 器参考输出无功功率 步骤四：根据最大功率跟踪算法计算出所述逆变器参考输出有功功率/^v与维持所述 逆变器直流端电压稳定所需的变化功率逆变器参考输出功率产=； 步骤五：根据公式
计算两相静止坐标系下逆变 器输出电流的参考基波分量Λ /、Λ / ; 步骤六：复合控制策略的参考电流/Mf为负荷电流参考基波分量Λ /和所述逆变器需 补偿的谐波电流Ah之和； 步骤七：根据/Mf选择准比例谐振控制器PR与非理想谐振控制器相结合的复合电流控 制器，分别对负荷电流基波分量/la及该逆变器需补偿的谐波电流Ah进行控制，从而得到 逆变器的开关管控制信号，实现了单相光伏并网逆变器在并网发电同时提供无功补偿及谐 波补偿的功能。
2. 根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述的准比例谐振控制器由比例调 节器和谐振调节器组成，可以实现对交流信号的无静差跟踪。
3. 根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述的非理想谐振控制器不会影响 基波准比例谐振控制器控制的动态特性。
【文档编号】H02J3/01GK104104110SQ201410318000
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】林焱, 吴丹岳, 苏绍泽, 黄道姗, 杨洪耕, 张健, 陈绍君 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院