[发明专利]并联电流源型光伏逆变器并网电流指定谐波控制的方法

说明书

本发明公开了并联电流源型光伏逆变器并网电流指定谐波控制的方法，对电网指定电压谐波在网侧引起的谐波电流进行补偿，使网侧指定电流谐波降到最低，从而降低并网电流总谐波畸变率，提高并网电流的质量。其方法为：第一，对PWM波形附加约束条件。对该波形进行傅里叶级数展开，建立方程组，按指定谐波的幅值和相角计算出PWM波的开关角度的二维表。第二，计算需要补偿的指定电网电压谐波和PWM波应含指定谐波的关系。第三实时检测指定电网电压谐波，由第二步确定的关系计算出PWM波应该含指定谐波的幅值和相角，再通过查表找到对应开关角度。这种控制策略考虑到了电网电压畸变对网侧电流谐波的影响，能够有效的降低网侧电流谐波。

技术领域

本发明涉及电流源并网逆变领域，具体涉及一种基于直接PWM控制的并联电流源型光伏逆变器并网电流指定谐波控制的方法。

背景技术

目前光伏并网技术已经得到广泛应用，并网逆变器的输出电能质量也受到越来越多的重视，并且国家出台的相关标准对逆变器的输出电流谐波做出了明确的要求。为了降低并网逆变器的输出电流谐波，一般是尽量减小逆变桥低次谐波输出，并在逆变器的交流侧接入滤波电路对逆变器的输出电流进行滤波，来减小输出电流谐波含量。但当逆变器接入的本地电网质量较差时，以上两种方式会存在一定的不足。

发明内容

为克服正弦脉宽调制和特定谐波消除法的不足，达到逆变器并网电流指定谐波消除效果，本发明采取的技术方案是基于直接PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制的并联电流源型光伏逆变器并网电流指定谐波控制方法。逆变桥并联分别补偿网侧的一个电流谐波，同时降低总电流谐波畸变率。本发明基于直接PWM控制的指定谐波控制法(以下简称SHC)，SHC调制不同于传统的波形调制技术，它是一种通过求解方程组来求得开关角度的方法。与正弦脉宽调制技术相比，SHC调制具有开关频率低、开关损耗小和波形质量高等特点。若传统调制方法要达到同时消除两个谐波的效果，其开关频率不低于5kHz，而本发明的实际开关频率为350Hz，等效开关频率为700Hz。SHC与特定谐波消除法(SHE)相比，SHC考虑到电网电压畸变对并网电流谐波的影响，使并网电流的质量更加优秀。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

并联电流源型光伏逆变器并网电流指定谐波控制的方法，包括以下步骤：

(1)确定PWM波形约束条件，为降低开关频率并达到谐波控制的目的，该波形满足以下三个约束：a.一个周期内半波对称；b.半周期内前1/6周期和后1/6周期互补；c.在每半个周期内中间1/6周期不进行调制。

(2)将半周期7脉冲PWM波傅里叶级数展开，M_h为h次谐波幅值，为h次谐波相角。

其中a₀＝0，

一号逆变桥用于控制5次谐波，二号逆变桥用于控制7次谐波，即一号逆变桥的输出电流含5次谐波，7次谐波为零，11,13，...优化到最小。同理二号逆变桥的输出电流含7次谐波，5次谐波为零，11,13，...优化到最小。分别按5、7次谐波幅值0％-8％，相角-180°-180°计算得到各个开关角度，得到两张二维表。因为本发明所采用的半周期7脉冲的调制方式，故方程有7个自由度，所以可以采用单个逆变桥，查4维表的方法同时补偿5、7次并网电流谐波，具体方法不再赘述。

(3)建立需要补偿的指定电压谐波与PWM所含谐波的关系，由于网侧电流谐波同时受逆变桥输出电流谐波和网侧电压谐波影响，因此分别计算二者对网侧电流谐波的影响，电网电压谐波v_sh和其引起谐波电流i_sh1的关系: