[发明专利]一种单级式光伏并网逆变系统的三环控制方法及其装置

权利要求书

1.一种单级式光伏并网逆变系统的三环控制方法，其特征在于，一个控制周期包括如下步骤：

（1）通过电压采样和电流采样电路检测太阳能电池板的输出电压、太阳能电池板的输出电流、电网电压、并网电流；

（2）利用DSP控制器，依据步骤（1）中太阳能电池板电压、电流的的参数得到的太阳能电池板的输出功率，与上一次太阳能电池板电压和功率数据比较，采用最大功率跟踪算法计算直流母线输出参考电压；

（3）利用DSP控制器，依据步骤（1）的太阳能电池板的输出电压，与步骤（2）中的直流母线输出参考电压作差得到误差电压值，经过一个PI环节计算出并网电流参考值；

（4）由步骤（3）得到参考并网电流值和步骤（1）的并网电流作差比较，在DSP控制器中经过一个PI比例积分运算得到误差值；得到的误差值与步骤（1）电网电压前馈值相加得到下一个控制周期的调制波信号值；

（5）步骤（4）得到的调制波信号经DSP控制器进行三角波调制，并计算得到下一控制周期开关管的占空比，由该占空比产生一组互补的PWM信号；

（6）步骤（5）得到的一组互补的PWM信号经驱动电路进行功率放大后送至逆变桥对开关管进行控制，并等待下一控制周期的到来，控制周期由电网频率f₁决定。

2.根据权利要求1所述的一种单级式光伏并网逆变系统的控制方法，其特征在于：所述最大功率跟踪算法采用变步长扰动观测法。

3.根据权利要求2所述的一种单级式光伏并网逆变系统的三环控制方法，其特征在于，所述变步长扰动观测法包括以下步骤：

A、计算本周期太阳能电池板的输出电压U_PV(k)和上个周期太阳能电池板的输出电压U_PV(k-1)之差d_U，d_U=U_PV(k)-U_PV(k-1)；

B、计算本周期太阳能电池板的输出功率P_PV(k)=U_PV*I_PV和上个周期太阳能电池板的输出功率P_PV(k-1)之差d_P，d_P=P_PV(k)-P_PV(k-1),其中I_PV(k)为本周期太阳能电池的电流，保存P_PV(k)为下一周期的计算做准备；

C、根据步骤A、B得到d_U、d_P，计算变步长系数k=d_P/d_U，计算下一周期参考电压U^*_PV(k)=U^*_PV(k-1)+k*step，其中U_PV(k-1)是上个周期太阳能电池板的输出电压，step是一个步长常数。

4.根据权利要求1所述的一种单级式光伏并网逆变系统的三环控制方法，其特征在于，所述步骤（3）计算并网电流参考值包括以下步骤：

a、根据实际电压值和直流母线输出参考电压值计算得到误差电压值 e₁(k)=U_PV(k)-U^*_PV(k)；

b、误差电压经过第一个PI比例积分环节的计算，得到并网电流参考幅值I_ref(k)=I_ref(k-1)+K_P1[e₁(k)-e₁(k-1)]+K_I1e₁(k)，其中I_ref(k-1)是上一周期并网电流参考幅值，e₁(k-1)是上一周期参考电压值和实际电压值得到的误差电压值，K_P1和K_I1是工程整定的PI参数值。