[发明专利]准PCI和PI联合控制的单相光伏并网逆变器电流控制方法

说明书

本发明公开了新能源光伏发电技术领域的一种准PCI和PI联合控制的单相光伏并网逆变器电流控制方法，包括在比例复数积分(Proportional Complex Integral,PCI)控制器中加入截止频率，构成准PCI控制器；通过广义二阶积分器(Second‑Order Generalized Integrator,SOGI)的滞后输出项实现单相准PCI中的复数域；将给定并网电流i_ref与实际并网电流i_L的差值作为准PCI控制器的输入；将并网电流直流量参考值I_L‑dc与并网电流直流量的差值作为PI控制器的输入；将准PCI控制器的输出与PI控制器的输出相加后通过PWM调制控制逆变器开关管开通与关断。本发明既抑制电网电压波动与频率偏移对并网电流的影响，又消除并网电流的直流分量，在简化非隔离型光伏并网逆变器电流控制器设计的同时实现高质量控制。

技术领域

本发明属于新能源光伏发电技术领域，具体涉及一种准PCI和PI联合控制的单相光伏并网逆变器电流控制方法。

背景技术

随着化石能源危机与环境污染问题的日益严重，具有清洁环保与可再生特点的太阳能进入大规模开发利用阶段。太阳能利用的主要途径是通过光伏电池板发出直流电，再通过并网逆变器向电网输送交流电，为了得到符合并网要求的交流电，需要对逆变器选择合适的并网电流控制技术。目前广泛使用的单相光伏并网逆变器电流控制技术有：比例积分(PI)控制、重复控制、比例谐振(PR)控制以及滞环控制等。PI控制具有简单易实现的特点，能消除直流稳态误差，但无法实现对交流量的无差调节；重复控制能逐周期的修正电压，具有良好的稳态输出，理论上可以对交流量实现无差调节，但其具有一个周期的输出延迟，因此动态响应欠佳；PR控制能实现对基频的无差调节，但实际应用时PR控制至少为二阶系统，计算量较大，而且PR控制始终存在动态性能差的问题。比例复数积分(ProportionalComplex Integral,PCI)控制，在PI控制基础上引入了复数域，使其在基频处的增益变为无穷大，既可实现在指定频率处的无差调节，又可以消除并网电流直流分量，但PCI控制对于电网电压的高次谐波分量抑制能力以及抗电网频率扰动能力不强。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种准PCI和PI联合控制的单相光伏并网逆变器电流控制方法，可以在实现并网电流与参考电流零误差的同时，既抑制电网电压畸变与频率偏移对并网电流的影响，又消除并网电流的直流分量。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种准PCI和PI联合控制的单相光伏并网逆变器电流控制方法，包括：S01，在比例复数积分(Proportional ComplexIntegral,PCI)控制器中加入截止频率，构成准PCI控制器；S02，通过广义二阶积分器(Second-Order Generalized Integrator,SOGI)的滞后输出项实现单相准PCI控制器中的复数j；S03，将给定并网电流i_ref与实际并网电流i_L的差值作为准PCI控制器的输入，得到准PCI控制器的输出；S04，将并网电流直流量参考值I_L-dc与并网电流直流量的差值作为PI控制器的输入，得到PI控制器的输出；S05，将S03中准PCI控制器的输出与S04中PI控制器的输出相加后作为逆变器开关管开通与关断的控制信号；S06，将逆变器输出电流经过LC滤波电路后得到实际并网电流i_L；S07，求取S06中实际并网电流i_L的拉氏变换与给定并网电流i_ref的拉氏变换之比，得到准PCI和PI联合控制的单相光伏并网逆变器的传递函数。

进一步地，S01中，准PCI控制器的传递函数为：