[发明专利]独立带不平衡负载的主动支撑型光伏逆变器

说明书

本发明提供一种独立带不平衡负载的主动支撑型光伏逆变器。该独立带不平衡负载的主动支撑型光伏逆变器包括：光伏接点、负载接点、前级变换器和后级逆变器；光伏接点用于接外部光伏，负载接点用于接外部负载；前级变换器的第一端与光伏接点连接，前级变换器的第二端与后级逆变器的第一端连接；后级逆变器的第二端与负载接点连接。本发明能够在独立带负载运行时，对电压电流进行正负序分离，独立控制正序分量与负序分量，采用恒压恒频控制策略控制正序分量维持母线电压与频率，引入负序双环控制抑制负序分量，消除功率波动，保证系统稳定运行，提高运行可靠性。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种独立带不平衡负载的主动 支撑型光伏逆变器。

背景技术

随着人类社会的快速发展，天然气、石油等传统类型能源日渐消耗，其造 成的资源短缺和环境问题不容忽视，新能源的开发利用走上历史舞台，成为全 球能源界不可忽视的重要议题，而光伏电源作为新能源供电的主要方式之一， 其发展在世界各国都得到了重视。分布式能源并入电网后将对电网产生一定影 响，可通过合理的控制策略实现高效并网并达到对电网的主动支撑效果，提高 运行稳定性。

而当电网侧发生故障时，分布式光伏系统需要脱离电网进行独立带载，维 持系统稳定运行，提高可靠性。实际的电网运行时时常存在不对称三相负载， 将在逆变器系统中产生负序分量，并产生功率波动，严重影响逆变器输出波形， 同时负序电流在线路阻抗中会产生一定负序压降，降低电能质量。光伏逆变器 可具备独立带三相不平衡负载的能力，高质量并稳定地在提供负载运行所需的 电压。光伏逆变器在独立带载时，通常采用电压型控制策略，而当所带三相负 载不一致时，会产生不平衡电流，进而导致输出电压不平衡，从而反作用于负 荷电压，对负荷的安全使用造成不良影响。

但是，上述光伏逆变器在独立带负载运行时存在电能质量差的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种独立带不平衡负载的主动支撑型光伏逆变器，以 解决光伏逆变器在独立带负载运行时存在电能质量差的问题。

本发明实施例提供了一种独立带不平衡负载的主动支撑型光伏逆变器，包 括：

光伏接点、负载接点、前级变换器和后级逆变器；

光伏接点接外部光伏，负载接点接外部负载，前级变换器的第一端与光伏 接点连接，前级变换器的第二端与后级逆变器的第一端连接，后级逆变器的第 二端与负载接点连接；

前级变换器，用于维持外部光伏的直流电压恒定；

后级逆变器，用于对电压电流进行正负序分离以及对正负序进行独立控制， 以消除负序不平衡电压。

在一种可能的实现方式中，前级变换器为Boost变换器；

Boost变换器进行直流侧电容电压单闭环控制对应的Boost开关管的调制 信号为：

其中，u_{dc_g}为Boost开关管调制信号，k_{p_dc}为PI调节器比例控制器的值， k_{i_dc}为PI调节器积分控制器的值，u_dcref为直流侧电容电压给定值，u_dc为测得 的直流侧电容电压。

在一种可能的实现方式中，后级逆变器包括：正负序分离模块、A/D变换 模块、正序分量控制模块、负序分量控制模块和D/A变换模块。

在一种可能的实现方式中，A/D变换模块输出值的计算公式如下：