[发明专利]一种电流控制型并网逆变器的通用直流分量消除方法

说明书

本发明涉及一种电流控制型并网逆变器的通用直流分量消除方法，该电流控制型并网逆变器采用电流闭环控制，该方法包括：S1：并网电流实际值i_g经并网电流反馈环得到并网电流参考值S2：i_g与求差后得到直流分量检测量Δi_error，由Δi_error得到直流分量补偿量Δi_ADEC；S3：Δi_ADEC与电流闭环输出的初始控制电流i_m叠加，得到最优控制电流i′_m，i′_m经SPWM模块产生控制逆变器开关管的控制信号。与现有技术相比，本发明法无需知道逆变器并网系统引入直流分量的原因，投入ADEC控制算法后，不仅能消除并网电流中的直流分量而且还改善了系统的动态性能，保持了原逆变器的控制特性。

技术领域

本发明涉及并网逆变器控制技术领域，尤其是涉及一种电流控制型并网逆变器的通用直流分量消除方法。

背景技术

随着光伏并网高效能技术的快速发展，无变压器的非隔离型并网逆变器越来越受到研究人员的关注。由于非隔离型光伏并网逆变器省去了笨重的工频变压器或复杂的高频变压器，系统结构变简单、质量变轻、成本降低并具有相对较高的效率，所以其具有很好的发展前景。然而，无变压器式光伏并网逆变器和电网之间存在直接的电气连接，由此也带来了新的问题，其中直流注入问题是非隔离型并网逆变器的关键技术挑战之一。

逆变器向电网注入直流分量会对电网设备和电网中各级变电站产生不良影响，如引发配电网变压器或互感器饱和、变电所接地网腐蚀、过热、跳闸，变电站变压器直流偏磁，铁心磁饱和，损耗增大，输出波形失真等问题。直流分量产生的根本原因是逆变器输出的调制波信号含有一定的直流分量，主要可归结为：1)给定正弦信号波中含有直流分量；2)控制系统反馈通道的零点漂移引起的直流分量；3)脉冲分配及死区形成电路引起的直流分量；4)开关管特性不一致。前两种因素的可能性和实际影响最大，后两种只要设计合理并匹配恰当，影响较小。目前，文献“(1)Yan Q，Wu X，et al.Minimization of the DC Componentin transformerless three-phase grid-connected photovoltaic inverters[J].IEEETransactions on Power Electronics，2015，30(7)：3984-3997.”和“Buticchi G，Consolini L，Lorenzani E.Active filter for The removal of the DC currentcomponent for single-phase power lines[J].IEEE Transactions on IndustrialElectronics，2013，60(10)：4403-4414.”表明非隔离型并网逆变器的直流分量抑制策略主要有：1)电容隔直法，利用真实或虚拟电容隔离直流分量，但是这种策略会影响逆变器的控制特性；2)基于软件、硬件检测补偿法，其检测方法和检测精度决定了该策略的实际效果；3)新的逆变器拓扑，在保留原有拓扑结构优点的情况下实现直流分量的抑制，缺点是新拓扑设计实现困难。目前也有部分技术在常用电流双闭环控制型并网逆变器的控制策略基础上，对并网电流直流分量的消除问题进行了研究，但是仍然存在控制策略复杂、通用性弱等问题。

综上，现有的并网逆变控制技术存在以下问题：

1.无变压器式光伏并网逆变器在向电网输送功率时，逆变器输出电流存在直流偏移的问题。

2.电网中的直流分量会对电网设备和电网中各级变电站产生不良影响，如引发配电网变压器或互感器饱和、变电所接地网腐蚀、过热、跳闸，变电站变压器直流偏磁，铁心磁饱和，损耗增大，输出波形失真等问题。

3.已有的一些消除直流分量的方法或多或少都存在一些问题，如电容隔直法会影响逆变器的控制特性，而基于软件、硬件的检测补偿法其检测方法和检测精度决定了该策略的实际效果等。