[发明专利]基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法，其特征在于，基于光伏并网控制系统进行控制，控制系统包括正负序分离模型、电流控制模型、带谐波抑制的逆变器控制模型；

正负序分离模型计算电网电压的正负序分量；

电流控制模型根据电网电压幅值和电压外环有功电流参考值输出计算电网有功无功电流参考值；

逆变器控制模型包括带陷波器的电压外环控制模型和基于比例谐振控制器的电流内环模型；电压外环控制模型得到电压外环有功电流参考值输出；电流内环模型根据电网电压的正负序分量以及电网有功无功电流参考值计算逆变器输出电压参考值；

逆变器输出电压参考值经过SVPWM脉冲发生模块输出SVPWM驱动信号控制逆变器；

其中，所述电流控制模型计算电网有功无功电流参考值的公式为：

其中，为电网无功电流参考值；为电网有功电流参考值；U_g为电网电压幅值的标幺值；I_n为光伏发电系统的额定电流；I_max为逆变器允许输出的最大电流；I_dref为电压外环有功电流参考值输出；Th₁和Th₂为控制无功电流参考值大小的两个阈值，其中Th₂为电压跌落发生与否的判断值，U_g≤Th₂，即判定电网电压跌落；所述电压外环有功电流参考值输出的计算公式为：

其中，K_PU和K_IU分别为电压外环PI控制器比例系数和积分系数；U_dc为直流母线电压；为直流母线电压给定值；P^*为直流侧瞬时功率；s为复变量；G(s)为陷波器的传递函数。

2.根据权利要求1所述的基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法，其特征在于，所述正负序分离模型通过以下步骤计算有功无功电流参考值：

步骤1.1、对三相电网电压进行Clark变换，得到两相静止坐标系，即αβ坐标系下的电网电压；

步骤1.2、αβ坐标系下的电网电压经陷波器滤波后，通过二阶广义积分器提取同步信号，再由正负序分量计算模块计算得出αβ坐标系下电网电压的正序、负序分量；

步骤1.3、对αβ坐标系下的电压正序、负序分量进行Park变换，得到两相旋转坐标系，即dq坐标系下的电网电压正序、负序分量。

3.根据权利要求1所述的基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法，其特征在于，电流内环模型为：

其中，U_d、U_q为逆变器输出电压d、q轴分量参考值；U_d⁺、U_d^–、U_q⁺、U_q^–为电网电压d、q轴正序、负序分量；G′_PR(s)为比例谐振控制器的传递函数；为电网有功、无功电流参考值；i_d、i_q为逆变器输出电流d、q轴分量；L₁、L₂为交叉解耦项中的电感；ω为电网电压角频率。

4.根据权利要求3所述的基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法，其特征在于，所述比例谐振控制器采用加入谐波抑制控制的准PR控制器，其传递函数为：

其中，K_PI和K_RI分别为比例系数和谐振系数；K_Rh为h次谐振系数；h为谐波次数；ω₀为工频角频率；ω_c为基波截止频率；ω_ch为h次谐波截止频率；s为复变量。