[发明专利]考虑漏电流抑制的双逆变器光伏发电系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑漏电流抑制的双逆变器光伏发电系统的控制方法。针对两逆变器直流侧各接一路光伏阵列的双逆变器光伏发电系统，该方法通过对两逆变器的直流侧电压进行闭环控制，得到系统的有功电流给定和解耦角度修正指令，再通过电流闭环控制和120度解耦调制策略得到驱动双逆变器的调制波。所述控制方法可以独立控制两逆变器直流侧电压，从而可实现两路最大功率跟踪，同时还能够抑制由于光伏阵列对地分布电容的存在而产生的漏电流。相比于现有方法，本发明在实现控制目标的同时不影响并网电流的电能质量，且控制方法简单，易于工程实现。

技术领域

本发明属于电气工程领域中基于开绕组结构的双逆变器的控制技术，具体涉及一种考虑漏电流抑制的双逆变器光伏发电系统的控制方法。

背景技术

多电平逆变器具有效率高、容量大、输出电压谐波含量低等优势，在中、大功率场合得到了广泛的应用。在各种多电平逆变器拓扑中，基于开绕组结构的双逆变器拓扑(以下简称双逆变器)由于具有更高的直流电压利用率，更高的冗余性等优势，在电机驱动和新能源并网发电等领域得到广泛的关注。当该拓扑应用于光伏并网发电领域时，两逆变器可采用独立直流母线设计，即直流侧分别接一路光伏阵列，也可以采用共直流母线设计，即两逆变器直流侧并联后共同接同一组光伏阵列。采用独立直流母线设计可以实现两路最大功率跟踪(MPPT)，具有更高的发电量，显然具有更高的应用价值，但对系统的控制策略也带来了更高的要求。例如，该方案下，双逆变器光伏发电系统需能够独立控制两逆变器的直流侧电压以实现两路独立MPPT，同时，由于光伏阵列存在对地分布电容，导致系统中存在漏电流回路，所以还需要抑制系统内的漏电流。

针对上述问题，国内外学者对其展开研究。如题为“Dual inverterconfiguration for grid-connected photovoltaic generation systems”，Grandi G,Ostojic D,Rossi C.《International Telecommunications Energy Conference2007.INTELEC》，2007,29th,880-885.”(“光伏并网发电系统的双逆变器结构”《国际电信能源会议》2007年第29届，880-885页)的文章提出一种控制方法，通过两个直流侧电压控制器分别控制两逆变器的直流侧电压，输出各自的有功电流指令，再通过各逆变器有功电流指令相对总有功电流指令的占比来分配调制波，可以实现两逆变器直流侧电压的独立控制，但该方法未考虑系统中漏电流的抑制。

题为“A new multilevel conversion structure for grid-connected PVapplications”,Grandi,G.；Rossi,C.；Ostojic,D.；Casadei,D.《IEEE Transactions onIndustrial Electronics》.2009,56(11),4416–4426.(“一种应用于光伏并网系统的新型多电平拓扑”，《IEEE工业电子会刊》，2009年第56卷第11期4416-4426页)的文章提出一种控制方法，通过平均电压控制器使得两逆变器直流侧电压的平均值等于给定值，再通过平衡电压控制器使得两逆变器直流侧电压相等，最终实现独立控制两逆变器直流侧电压的目标，但所提控制方法只能控制两逆变器直流侧电压为相等的值，无法实现两逆变器按各自最大功率点电压运行，减小了发电量，此外，该控制方法同样未考虑系统中漏电流的抑制。

题为“一种可实现两组池板独立MPPT控制的新型双逆变器光伏并网变流器”，尹靖元，金新民，杨捷，吴学智，李金科，《电工技术学报》，2015年第30卷第12期97～105页的文章提出一种控制方法，通过采用120度解耦调制来抑制系统中的漏电流，通过两逆变器调制波以一定频率相互切换的控制方法来稳定两逆变器的直流侧电压，该控制方法可以独立控制两逆变器直流侧电压，同时可抑制系统中的漏电流，但所提方法实现过程较为复杂，且会使得并网电流中引入调制波切换频率次的谐波，造成并网电流谐波变大。

综上所述，现有的技术主要存在如下的不足：