[发明专利]逆变器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器控制方法，属于电力电子装置控制领域。

背景技术

与目前已有的集中式发、输、配的电网架构相比，在配电网中安装小型分布式电源，不但可以缩小发电设备与负荷之间的物理和电气距离，减少传输损耗，而且可以延迟对大型配电网和发电机组的投资。特别是在分布式电源具有“即插即用”功能以后，更加促进了将分布式电源针对特定负荷，就近安装使用的发展模式。同时，当分布式电源具有离网运行功能时，即使在电网故障的情况下，分布式电源仍能组成独立运行的电网，为负荷提供稳定的电压支撑和能量供应，从而提高了供电可靠性。

为满足上述要求，实现即插即用和离网稳定运行，分布式电源需要具有电压源特性输出。而作为分布式电源的重要组成部分和未来发展方向，使用多种可再生能源(如光伏、风力发电等)发电的分布式电源大都存在能源间歇性的问题，为实现对可再生能源的充分利用，此类分布式电源必须采用最大功率跟踪控制，即MPPT(Maximum Power Point Tracking)技术。因此，对于使用可再生能源发电的分布式电源，要想更好的实现即插即用、离网运行和可再生能源高效利用等功能，应当同时具有MPPT和电压源特性输出。

但针对上述分布式电源的技术需求现状是：一方面，一些可再生能源发电逆变器虽具有MPPT功能，但通常为电流源特性输出，离网运行时难以组网，不能为负荷提供稳定的电压和频率支撑；而另一方面，一些具有离网稳定运行功能的分布式电源逆变器没有MPPT功能，不能够实现可再生能源的有效利用。同时具有MPPT和电压源特性输出的逆变器控制方式，目前没有得到明确的提出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种逆变器控制方法，该方法具有最大功率点跟踪MPPT功能，同时具有电压源特性输出。

本发明采取了如下技术方案：

实现该方法所基于的系统包括连接于可再生能源发电装置和电网之间的功率变换单元、与功率变换单元相连接的逆变器控制单元、与逆变器控制单元相连接的MPPT控制单元、以及用于检测系统电压电流变量的电压电流检测单元。

该方法包括如下步骤：逆变器控制单元利用MPPT控制单元的计算数据和电压电流检测单元的检测数据，控制功率变换单元实现电压源输出特性，同时保证可再生能源发电装置的输出功率保持在最大值。

所述逆变器控制单元采用下垂特性控制方式控制功率变换单元实现电压源特性输出。

所述下垂特性控制方式使得功率变换单元的电压源输出外特性满足有功功率-频率下垂特性曲线和无功功率-电压幅值下垂特性曲线。

所述电压源输出外特性进一步包括：当功率变换单元处于并网状态时，功率变换单元输出的有功功率等于当前电网电压的频率在有功功率-频率下垂特性曲线中对应的有功功率值，无功功率等于当前电网电压的幅值在无功功率-电压幅值下垂特性曲线中对应的无功功率值。

所述电压源输出外特性进一步包括：当功率变换单元处于离网状态时，功率变换单元输出的电网电压的频率等于当前功率变换单元输出的有功功率在有功功率-频率下垂特性曲线中对应的频率值，电网电压的幅值等于当前功率变换单元输出的无功功率在无功功率-电压幅值下垂特性曲线中对应的电压幅值。

所述有功功率-频率下垂特性曲线方程为F(P_G)＝-m_fP_G+f₀，其中：-m_f为有功功率-频率下垂特性曲线的斜率，P_G为功率变换单元当前输出的有功功率大小，f₀为在功率变换单元输出有功功率为零时对应的电网电压频率。

所述无功功率-电压幅值下垂特性曲线方程为F(Q_G)＝-m_VQ_G+V₀，其中：-m_V为无功功率-电压幅值下垂特性曲线的斜率，Q_G为功率变换单元当前输出的无功功率大小，V₀为在功率变换单元输出无功功率为零时对应的电网电压幅值。

所述可再生能源发电装置的输出功率保持在最大值进一步包括，所述MPPT控制单元对功率变换单元的输出功率是否达到可再生能源发电装置输出功率的最大值进行实时判断，并将判断结果传递给逆变器控制单元，逆变器控制单元通过平移下垂特性曲线的方式控制功率变换单元增加或减少其输出功率，直至功率变换单元输出功率达到可再生能源发电装置输出功率的最大值。