[发明专利]一种抑制光伏并网逆变器最大功率点波动的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏并网逆变器技术领域，更为具体地讲，涉及一种抑制光伏并网逆变器最大功率点波动的控制方法。

背景技术

目前太阳能光伏并网发电系统已经被全世界许多国家所关注，光伏并网逆变器作为光伏并网发电的关键部分也得到了很大的发展。

图1是单相两级式光伏并网发电系统原理框图。

通常情况下，如图1所示，单相两级式光伏并网发电系统是由太阳能电池板阵列以及光伏并网逆变器组成。其中，光伏并网逆变器又包括BOOST电路及最大功率点跟踪模块、直流母线电路、全桥逆变电路和控制电路几个部分。其主电路原理如图2所示，其功能是将太阳能转化为电能并将能量输送给电网。

太阳能电池板阵列的功能就是将太阳能转化为电能，其输出功率随负载变化而变化，存在一个最大功率输出点(MPP)。最大功率跟踪(MPPT)模块与太阳能电池板阵列直接相连，其作用就是调节太阳能电池板的工作状态，使太阳能电池板阵列工作在最大功率点；直流母线电路为母线电容构成，母线电容作为缓冲电容，储存能量，分隔开MPPT模块和全桥逆变电路；全桥逆变电路将太阳能电池板阵列输出的直流电逆变为50Hz的交流电，然后输送到电网上；控制电路是整个光伏并网发电系统稳定工作的关键，最大功率跟踪的实现、母线电压的平衡控制、全桥逆变电路电流的跟踪控制都要依靠控制电路来实现。光伏并网逆变器的输出电压、电流均为50HZ正弦波，且相位相同，因此其输出功率将按照100Hz波动，而太阳能电池板阵列输出，光伏并网逆变器的输入近似为一个直流源，这样势必需要储能装置进行能量的存储和释放，虽然母线电容能够储存能量作为输入输出缓冲，但是仍无法完全消除输入能量波动。这样将使太阳能电池板阵列无法始终工作在最大功率点，而是在最大功率点附近波动，影响太阳能电池板阵列的使用率，降低整个光伏并网发电系统的效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抑制光伏并网逆变器最大功率点波动的控制方法，以提高直流电流的跟踪精度，减小输入功率在最大功率点的波动造成的功率损耗，最终提高太阳能光伏并网发电系统的效率。

为实现上述发明目的，本发明抑制光伏并网逆变器最大功率点波动的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、根据太阳能电池板阵列电流及输出功率的关系来得到期望电流I_ref，期望电流I_ref得到的频率低于或等于一个电网电压周期50Hz，并在一个电网电压周期内保持不变；

基础占空比D在一个电网电压周期维持不变；

(2)、在电网电压过零点后的第一个采样中断中，以期望电流I_ref和实际采样的直流电流I两者之差作为第一PI控制器的输入，得到在一个电网电压周期内的基础占空比D，该基础占空比D控制BOOST电路，输出相应的直流电流I；

(3)、在一个电网电压周期内对以100Hz频率波动的直流电流的多个相位点上进行分点PI控制：在得到基础占空比D后的采样中断中，第二PI控制器开始起作用，将期望电流I_ref和实际采样的直流电流I两者之差作为第二PI控制器的输入，得到相位点上的微调占空比ΔD；

将基础占空比D和相位点微调占空比ΔD相加后，得到占空比D+ΔD，去控制BOOST电路，输出相应的直流电流I，其中，分点控制的频率高于电网电压频率。

本发明的目的是这样实现的：

本发明抑制光伏并网逆变器最大功率点波动的控制方法，在现有的第一控制器得到基础占空比D的基础上，加入了一个分点PI控制，即第二PI控制器，得到一个电网电压周期的相位点上的微调占空比ΔD，并叠加在第一PI控制器上。第一PI控制器的作用是用来进行最大功率跟踪，控制频率不宜过快，这样跟踪到的最大功率因为直流电流在一个小范围的波动，将会使得跟踪到的最大功率产生波动，这时就需要靠加入的高控制频率的，即第二PI控制器的PI控制来进行抑制。由于第一PI控制器的作用，已使得实际输出的直流电流I大体跟踪到期望电流I_ref，然后第二PI控制器开始起作用，使得在一个波动周期内各相位点的占空比D+ΔD在基础占空比D上小范围变化，抑制直流电流I的波动，使其在可以接受的波动范围内。

附图说明

图1是单相两级式光伏并网发电系统原理框图；

图2是图1所示单相两级式光伏并网发电系统的电原理图；

图3是太阳能电池板阵列输出U-I和U-P特性曲线；

图4是现有技术的最大功率跟踪的控制框图；

图5是现有技术的最大功率跟踪的直流电流波形图；