[发明专利]一种单相光伏逆变器自适应谐波消除电流控制方法

说明书

一种单相光伏逆变器自适应谐波消除电流控制方法，适用于依次连接有光伏阵列、Boost升压变换器、逆变器、逆变控制器的两级式单相光伏并网逆变系统，对于逆变器，所述控制方法包括将逆变器输出电流和电网侧的电压在静止坐标与dq旋转坐标变换；列出系统在dq坐标系下的状态方程，建立逆变控制器双环PI控制模型；通过谐波检测模块提取逆变器输出电流中的特征谐波分量并输入自适应神经网络控制模块，调整补偿增益，对双环PI控制的输出信号进行补偿，注入PWM实现逆变器的并网控制。能改善两级式单相光伏并网逆变器由于死区时间、直流侧波动等原因造成并网电流畸变严重的现象，优化并网电流波形、提高电流跟踪性能。

技术领域

本发明属于电气控制技术领域，具体涉及一种单相光伏逆变器自适应谐波消除电流控制方法。

背景技术

能源的急速消耗和环境的日益污染严重限制了人类进行进一步的发展，而光伏发电因其安全性能好、运行与维护成本低、易于普及与发展范围广等优点被广泛应用，但最能影响新能源发电系统的因素为系统控制性能的优劣。目前，由于光伏并网逆变器中谐波的存在使并网电流发生畸变，从而造成并网控制器的设计变得困难。

通过中国知网、Web Of Science、百度学术、专利网等数据库大量检索，发现一些专利或者期刊主要是解决单次谐波影响或者把已有算法应用于逆变器控制器中，如发明专利《减小单相光伏并网逆变器输出电流谐波的方法》，公开号CN103560656A；实用新型专利《一种谐波抑制单相光伏并网逆变器》，授权号CN205792212U；期刊论文有刘景晖,郑益慧,姚钢等发表的自适应特征谐波消除策略的并网逆变器电流跟踪优化方法，2013,28(9)：120-128；郭晓瑞,王培良,郭吉丰等发表的光伏并网逆变器母线电压纹波的分析与控制，电力自动化设备，2017,37(5):48-53等，这些专利或者期刊论文主要对单次谐波进行补偿或者补偿方式单一，有着补偿精度不高，抗畸变能力弱等缺陷。

发明内容

为解决上述问题，提供一种单相光伏逆变器自适应谐波消除电流控制方法，构造了同步坐标系下附带谐波补偿环节的双环比例积分控制，根据LM-BP(自适应神经网络控制模块)神经网络算法自适应调节了对谐波的补偿增益，使并网电流的波形更加优化，进而降低了在系统中谐波造成的影响，增强了系统的稳定性和可靠性。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种单相光伏逆变器自适应谐波消除电流控制方法，适用于依次连接有光伏阵列、Boost升压变换器、逆变器、逆变控制器的两级式单相光伏并网逆变系统，对于逆变器，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一：将逆变器输出电流和电网侧的电压在静止αβ坐标与dq旋转坐标变换；

步骤二：列出系统在d-q坐标系下的状态方程，对单相逆变器进行输出电压和负载电流进行前馈解耦，建立逆变控制器双环PI控制模型；

步骤三：通过谐波检测模块提取逆变器输出电流中的特征谐波分量(3、5、7、9次)；

步骤四：将提取出的特征谐波输入自适应神经网络控制模块，调整补偿增益，对电压电流双环PI控制的输出信号进行补偿，注入PWM实现逆变器的并网控制。

所述步骤一的具体步骤为：对于单相逆变器，由于只有一个交流量，因此不能直接进行坐标变换，首先构造一个与电压量或电流量相互垂直的虚拟变量来构建两相静止坐标系，从而通过坐标变换将静止坐标系下的正弦信号变换成同步旋转坐标系下的直流信号再进行坐标的变换，

单相坐标变换中静止坐标系到旋转坐标系αβ/dq变换公式为：