[发明专利]带决策器的光伏微电网逆变器同步控制装置及其控制方法

摘要

带决策器的光伏微电网逆变器同步控制装置及其控制方法，属于微电网控制技术领域。控制装置，其特点是，控制装置还包括无线标准时基电路，无线标准时基电路的输出端与主控电路的通讯接口相连接。控制方法，本发明利用DSP主控制器中的无线秒基时钟控制器生成全局同步对时信号，对三角波时钟信号进行调整，有效解决了控制器时钟频率差异所带来的控制器输出脉冲不能瞬时同步的问题；本发明利用决策补偿控制器对反馈的频率和相位误差进行评估，预测逆变器输出电压的频率和相位的调节趋势，得出控制策略，实现逆变器输出电压的快速同步，以实现微电网中分布式存在的不同光伏逆变器输出电压的动态同步，抑制瞬时环流，促进微电网的稳定高效运行。

主权项

1.一种带决策器的光伏微电网逆变器同步控制装置的控制方法，其特征在于，采用带决策器的光伏微电网逆变器同步控制装置，包括光伏电源、光伏逆变器主电路、并网控制开关、电压传感器、电流传感器、PWM驱动电路及主控电路；所述光伏电源的输出端与光伏逆变器主电路的输入端相连接，光伏逆变器主电路的输出端一路经并网控制开关与公共交流母线相连接，另一路与负载相连接；所述电压传感器和电流传感器的输入端分别与光伏逆变器主电路的输出端相连接，电压传感器和电流传感器的输出端分别与主控电路的电压采样电路和电流采样电路的输入端相连接，所述主控电路的输出端与PWM驱动电路的输入端相连接，PWM驱动电路的输出端与光伏逆变器主电路的控制端相连接；所述控制装置还包括无线标准时基电路，所述无线标准时基电路的输出端与主控电路的通讯接口相连接；所述无线标准时基电路包括无线信号接收天线、同轴信号电缆、无线信号接收电路及电平处理电路，无线信号接收天线的输出端经同轴信号电缆与无线信号接收电路的输入端相连接，无线信号接收电路的输出端与电平处理电路的输入端相连接，电平处理电路的输出端作为无线标准时基电路的输出端；所述主控电路包括电压采样电路、电流采样电路、保护电路、模拟I/O电路、数字I/O电路、RS232通讯电路、报警装置及DSP，所述电压采样电路和电流采样电路的输出端一路分别与DSP的A/D采样模块相连接，另一路分别与保护电路的输入端相连接，保护电路的输出端经模拟I/O电路与DSP的模拟I/O接口相连接；所述RS232通讯电路的输入端和数字I/O电路的输入端作为主控电路的通讯接口，RS232通讯电路的输出端与DSP的SCI通讯接口相连接，数字I/O电路的输出端与报警装置相连接，数字I/O电路的通讯接口与DSP的数字I/O接口相连接，DSP的SPWM生成模块的输出端作为主控电路的输出端；所述带决策器的光伏微电网逆变器同步控制装置的控制方法，包括如下步骤：步骤一：利用电压传感器采集光伏逆变器主电路输出端的三相输出电压，并传输至主控电路的电压采样电路中；同时利用电流传感器采集光伏逆变器主电路输出端的三相电感电流和三相输出电流，并传输至主控电路的电流采样电路中；步骤二：无线标准时基电路将接收的UTC时间信号和秒脉冲信号发送至主控电路中，主控电路对接收到的UTC时间信号、秒脉冲信号、三相输出电压、三相电感电流以及三相输出电流进行处理，生成PWM触发信号，并将PWM触发信号发送至PWM驱动电路，其具体包括如下步骤：步骤A：利用电压采样电路对三相输出电压进行滤波和幅值变换，得到三相采样输出电压并发送至保护电路和DSP中；利用电流采样电路对三相电感电流和三相输出电流进行信号类型转换，并进行滤波和幅值变换，得到三相采样电感电流和三相采样输出电流，并发送至保护电路和DSP中；步骤B：保护电路接收三相采样输出电压、三相采样电感电流及三相采样输出电流并进行处理，分别得到过电压保护信号和过电流保护信号，过电压保护信号和过电流保护信号经模拟I/O电路处理后发送至DSP中；DSP对接收到的过电压保护信号和过电流保护信号进行处理，判断其是否满足保护动作条件：在满足保护动作条件时，DSP输出脉冲封锁信号，封锁PWM触发信号，在不满足保护动作条件时，DSP不输出脉冲封锁信号，正常输出PWM触发信号；同时，DSP接收三相采样输出电压、三相采样电感电流及三相采样输出电流，并通过DSP自身内部的A/D采样模块进行处理，分别对应得到输出电压采样值、电感电流采样值和输出电流采样值，然后进行abc/dq坐标变换，得到在两相旋转坐标系下的两相输出电压采样值、两相电感电流采样值和两相输出电流采样值；步骤C：通过两相旋转坐标系下的两相输出电压采样值和两相输出电流采样值计算光伏逆变器输出的瞬时有功功率和瞬时无功功率，瞬时有功功率和瞬时无功功率确定后，经过低通滤波器滤波得到实际输出有功功率和实际输出无功功率；步骤D：通过两相旋转坐标系下的两相输出电压采样值和两相输出电流采样值计算光伏逆变器输出电压频率和输出电压相位；步骤E：无线标准时基电路将UTC时间信号发送至RS232通讯电路中，RS232通讯电路对UTC时间信号进行电平转换后，发送至DSP的SCI通讯接口；无线标准时基电路将秒脉冲信号发送至数字I/O电路中，数字I/O电路对秒脉冲信号进行滤波和整型处理后，发送至DSP的数字I/O接口；步骤F：通过DSP主控制器中的无线秒基时钟控制器对UTC时间信号、秒脉冲信号和实时时钟振荡频率值进行计算，生成全局同步频率、修正后的三角波输出频率和修正后的三角波输出相位；步骤G：根据光伏逆变器的输出电压频率、输出电压相位以及步骤F中确定的全局同步频率和步骤C中确定的实际输出有功功率和实际输出无功功率，经DSP主控制器中的决策补偿控制器计算获得输出电压频率参考值和输出电压幅值参考值；步骤H：根据步骤G中确定的输出电压频率参考值和输出电压幅值参考值，经过电压合成获得输出电压参考值；步骤I：将输出电压参考值与两相输出电压采样值作差，获得电压控制器给定值，并将电压控制器给定值输入至DSP主控制器中的电压控制器，经过电压控制器处理后获得输出电流参考值；步骤J：将输出电流参考值与两相输出电流采样值作差，获得电流控制器给定值，并将电流控制器给定值输入至DSP主控制器中的电流控制器，获得指令电压参考值；步骤K：根据指令电压参考值和修正后的三角波输出频率获得PWM触发信号，并将PWM触发信号发送至PWM驱动电路；步骤三：通过PWM驱动电路对PWM触发信号进行电平转换，获得触发脉冲信号并发送至光伏逆变器主电路中，控制其开关管的通断，实现光伏逆变器输出电压与其他光伏逆变器输出电压的同步。