[发明专利]光伏逆变器的低电压穿越LVRT控制系统及方法

权利要求书

1.一种光伏逆变器的低电压穿越LVRT控制系统，其特征在于，包括太阳能电池板、光伏逆变器、电网和控制器；所述太阳能电池板、所述光伏逆变器和所述电网顺次连接；所述控制器分别与所述光伏逆变器和所述电网连接。

2.根据权利要求1所述的光伏逆变器的低电压穿越LVRT控制系统，其特征在于，所述光伏逆变器包括串联的三相逆变电路、滤波电路及变压电路；和/或所述控制器为DSP控制器。

3.一种应用权利要求1-2任一项所述光伏逆变器的低电压穿越LVRT控制系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1，所述控制器采集所述光伏逆变器的当前并网三相线电压u_ab、u_bc和u_ca，经正序锁相控制环的处理，得到正序相位角

S2，所述控制器采集所述光伏逆变器的当前并网三相电流i_a、i_b和i_c，并结合S1得到的正序相位角基于PARK及CLARK变换原理，将三相静止坐标系abc转换为两相静止坐标系αβ，再将所述两相静止坐标系αβ转换为两相旋转坐标系dq，计算得到d轴电流i_d和q轴电流i_q；

S3，所述控制器采集所述光伏逆变器的直流侧电压u_dc，经电压控制环的处理，所述控制器输出作为电流控制环d轴给定i_{d_ref}；

S4，所述控制器将S2得到的i_d和S3得到的i_{d_ref}之差输出给所述电流控制环，输出d轴电压u_{m_d}；所述控制器设置为纯有功功率输出，无功电流给定i_{q_ref}＝0，与i_q之差值输出给所述电流控制环，输出q轴电压u_{m_q}；

S5，所述控制器进行坐标系逆变变换，即将两相旋转坐标系dq转换为两相静止坐标系αβ，再将两相静止坐标系αβ转换为三相静止坐标系abc，将u_{m_d}和u_{m_q}转换得到三相控制电压u_{m_a}、u_{m_b}和u_{m_c}；然后采用SVPWM空间矢量脉宽调制得到三相调制波PWM，输出至所述光伏逆变器的管子模块IGBT。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S1中，所述正序锁相控制环的处理过程具体为：

u_ab、u_bc和u_ca经过正序提取得到正序电压αβ⁺的角频率再经积分器得到正序电压相位角系统正序相位角与之差即为电压电流相位差Δθ，然后给定相位差Δθ_ref为0，将Δθ_ref与Δθ之差经比例积分控制器G_pi(s)，输出作为系统补偿频率f_m，f_m再与当前电网频率f₀作加法运算，得到系统需要输出的电流频率f_i，f_i经积分器得到系统运行的系统正序相位角

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S3中，所述电压控制环的处理过程具体为：

所述控制器经MPPT最大功率跟踪模块，输出电压给定u_{dc_ref}，u_{dc_ref}与u_dc之差，经电压环控制器D_v(s)后输出作为有功功率d轴电流i_{m_d}，再经过2次陷波滤波器G_North(s)输出作为d轴电流给定i_{d_ref}，i_{d_ref}与d轴电流反馈i_d之差，经电流环控制器D_i(s)，输出为系统d轴电压u_{m_d}，经硬件电感模块输出d轴电流i_d，再经低频等效为电容侧i_dc，经硬件电容模块输出u_dc。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S4中，所述电流控制环的处理过程具体为：

电流给定i_{d_ref}和i_{q_ref}相乘后经采样反馈系数K_fb，输出值与电流反馈AD值i_{dq_fb_ad}之差，经过比例积分PI控制器后，输出值再缩小输出作为控制器输出的dq轴电压u_{m_dq}，然后作预测后的正负序电压前馈补偿，及电流i_dq解耦ωLI_{dq_fb}补偿，输出值经数字化控制器延迟环节G_d(s)＝e^-sT后，其输出值再经过线性补偿后，输出至硬件电路的硬件放大系数K_pwm后与dq轴电流耦合值ωLI_dq作差，得到的差值再与电网正负序电压作差，得到的差值经过硬件电感模块后输出电感d轴电流i_d和电感q轴电流i_q；i_d和i_q等效至实际三相电流i_abc，在采样回路，经硬件RC滤波电路输出至模数转换AD采样，得到数字化的电流AD值i_{dq_fb_ad}，其中，模数转换AD采样的放大倍数为K_fb；Kpwm-1=1/Kpwm;]]>

其中，所述预测后的正负序电压经过以下方法获得：正序dq轴电压负序dq轴电压经过超前预测差分方程模块Dc(z)=z-K(z-1)z]]>后输出预测后的正负序电压和