[发明专利]一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及逆变器并网控制技术领域，尤其是指一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法，包括依次连接的太阳能光伏阵列、Boost升压电路、全桥逆变电路以及电网，太阳能光伏阵列的输出端设有用于跟踪其最大输出功率点的扰动观察模块，扰动观察模块连接有第一模糊控制器，全桥逆变电路连接有无差拍控制器，无差拍控制器用于产生全桥逆变电路的驱动PWM信号，无差拍控制器连接有第二模糊控制器。本发明提供的一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法，并网前级具有更好的动态和稳态性能，并网后级在非线性负载接入后负载输出端更稳定，减小电压电流谐波。

技术领域

本发明涉及逆变器并网控制技术领域，尤其是指一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法。

背景技术

在传统光伏发电并网逆变系统中，由于光伏太阳能阵列的输出功率会在很大程度上受到光照强度的影响，因此为了提高光伏阵列的利用效率，保证光伏阵列能够持续以最大功率输出，需要对其最大功率点(MPP-maximum power point)进行跟踪。并网逆变器前级MPPT的控制算法主要有恒压法、扰动观察法、电导增量法，其中扰动观察法由于其简单，容易实现，能够快速跟踪到最大功率点的特点，在MPPT算法中得到了广泛的应用。但扰动观察法也存在着自身的缺点。由于扰动观察法在追踪最大功率点的过程中采用了步长固定的方式，因此步长大小的选择会影响到系统的跟踪的响应速度以及系统的稳定性。

并网后级全桥逆变电路的控制方法包括：比例积分(PI)调节、无差拍(Deadbeat)算法、比例谐振(PR)算法等。其中无差拍控制方法高速的系统响应速度被广泛应用。但是当系统逆变输出端接阻性负载时，系统工作在稳定状态下，当系统逆变输出端接入感性或容性负载，并且受到外界环境干扰时，此时负载端电压电流并不保持同步，系统的稳定性较低，同时会导致负载两端电流电压谐波率升高。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法，通过加入模糊控制的方法，使光伏阵列在稳态工作过程中，减小功率波动，使并网前级具有更好的动态和稳态性能，使并网后级在非线性负载接入后负载输出端更稳定，减小电压电流谐波。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统，包括依次连接的太阳能光伏阵列、Boost升压电路、全桥逆变电路以及电网，所述太阳能光伏阵列的输出端设有用于跟踪其最大输出功率点的扰动观察模块，所述扰动观察模块连接有第一模糊控制器，所述全桥逆变电路连接有无差拍控制器，所述无差拍控制器用于产生全桥逆变电路的驱动PWM信号，所述无差拍控制器连接有第二模糊控制器。

一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制方法，包括以下步骤：

A.太阳能光伏阵列输出电压；

B.通过第一模糊控制器控制扰动观察模块对太阳能光伏阵列的输出电压进行扰动，进行太阳能光伏阵列输出功率的最大功率点的跟踪；

C.将进行最大功率跟踪后的太阳能光伏阵列的输出电压输入Boost升压电路进行升压，再将Boost升压电路的输出电压输入全桥逆变电路；

D.通过在无差拍控制器内加入第二模糊控制器进行模糊控制，再利用经过模糊控制的无差拍控制器对全桥逆变电路进行控制；

E.将全桥逆变电路的输出电压输入电网。

优选的，所述扰动观察模块采用扰动观察法进行最大功率点的跟踪，包括以下步骤：

B1.采样太阳能光伏阵列的输出电压电流，得到采样的输出电压和输出电流，接着通过扰动观察模块给太阳能光伏阵列的输出电压提供一个扰动电压ΔV，设扰动后太阳能光伏阵列的输出电压为V(n)，扰动前一刻太阳能光伏阵列的输出电压为V(n-1)，扰动后太阳能光伏阵列的输出功率为P(n)，扰动前太阳能光伏阵列的输出功率为P(n-1)；