基于SVPWM的光伏逆变器电感的补偿控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于SVPWM的光伏逆变器电感的补偿控制方法,通过测量系统的DC/AC侧电感随并网电流变化值，进行拟合，建立电感随并网电流变化曲线，根据实际的电流与通过拟合曲线获得的电感的感值，调节逆变器相应控制传递函数关系，进而通过逆变控制调整输出量，从而实现非理想特性电感补偿。完成逆变器高效、稳定且最具经济型控制系统；本发明专利技术对逆变控制策略导致无法对相进行单独控制的非理想特性电感控制策略进行相应改进，实现SVPWM控制策略下，非理想特性电感逆变控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种基于SVPWM的光伏逆变器电感的补偿控制方法,通过测量系统的DC/AC侧电感随并网电流变化值，进行拟合，建立电感随并网电流变化曲线，根据实际的电流与通过拟合曲线获得的电感的感值，调节逆变器相应控制传递函数关系，进而通过逆变控制调整输出量，从而实现非理想特性电感补偿。完成逆变器高效、稳定且最具经济型控制系统；本专利技术对逆变控制策略导致无法对相进行单独控制的非理想特性电感控制策略进行相应改进，实现SVPWM控制策略下，非理想特性电感逆变控制。【专利说明】基于SVPWM的光伏逆变器电感的补偿控制方法
本专利技术涉及一种光伏逆变器的电感补偿控制方法，具体的涉及一种基于SVPWM的 光伏逆变器电感的电感补偿控制方法。
技术介绍
光伏发电技术是光伏应用领域一项非常重要的技术，具有清洁、安全、寿命长以及 维护量小等诸多优点，被认为将是21世纪最重要、最具活力的新能源。其中，以光伏集成建 筑为核心的光伏并网发电市场己经超过离网应用，近几年的增长速度都在40%以上，成为 世界光伏工业的最主要发动机。光伏并网发电已经成为光伏发电领域研究和发展的最新亮 点。 太阳能光伏发电技术是将太阳辐射能转变为电能的一项非常重要的技术。而在光 伏发电系统的研究中以光伏并网发电系统的研究成为最新亮点。光伏并网发电是太阳能光 伏发电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业组成部分之一的重要方向，是世界各发 达国家在光伏应用领域发展的热点和重点，也是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流 趋势。 随着光伏并网发电系统的研究不断增多，并网逆变器的研究也随之增加。无论是 家庭式的小型发电系统，还是大的局部电网馈能系统都需要可靠、高效和廉价的并网逆变 器。逆变技术，是电力电子技术中的一个重要组成部分。逆变器的设计要满足系统稳态特 性、动态特性、可靠性和效率四个方面的指标要求。要达到这些指标，一方面要合理设计主 电路，在考虑成本的同时，对器件的容量留有一定的裕量，另一方面合理设计控制系统。控 制系统是逆变器功能实现的核心，大部分性能指标的实现依赖控制系统。 目前，光伏逆变器在硬件逆变拓扑电路中，在DC/AC侧的光伏逆变器的滤波电感 的根本作用，在于通过电感的储能和续流，即通过LC网络，将输入端的正弦波脉宽调制方 波进行平滑，使电路的输出端滤波电容器两侧得到标准平滑的正弦电压波形。由于逆变器 并网采用电流型控制模式，客观上逆变器必须向电网输出符合高次谐波法规的电流波形。 逆变器的载波频率为16KHz?20KHz左右，即便是大型发电站式光伏逆变器的载波频率，也 远远高于50Hz的39次谐波（1950Hz)，因此，实质上载波频率的纹波并不会明显影响高次谐 波分量。以就是说，即便输出滤波器中的滤波电感量很小，只要控制得当，调节好闭环电流 控制参数，并网时电流的高次谐波分量是不会太差的。然而实际情况视乎并不是如此，大多 数情况下，在滤波电感量比较小时，往往会发现高次谐波分量也比较高。其主要原因是，当 输出滤波器的感量偏低时，特别是当电感量随着电流的增长，出现感量大幅下降时，由于感 量不是固定的常数，闭环传递函数也不同；不注意的话小电感值有时还会导致系统采样误 差、交流过零判别的不准确。控制系统的闭环参数不匹配时，容易发生系统的振荡，从而出 现了较差的高次谐波。此时，电流波形的失真，常常还会伴随出现比较大的音频噪音。 解决这一问题有2种方法： 方法1 :尽量提高滤波电感量，并尽量使电感保持一个固定值，使之不随电流大小 改变而改变。这种办法的缺点是大幅增大了电感的成本。目前中小功率光伏逆变器中广泛 采用的大容量非晶电感以及大型发电站用逆变器中的硅钢片类的电感均为这样的考虑； 方法2 :采用高性能低损耗、具有较大斜降特性的新型电感，通过调整闭环控制模 型，优化控制参量，使系统适应高频化、小感量的设计。通过提高系统的软件控制水平，来取 得更好的产品性价比，以提高产品技术核心竞争力。 对于这种新型高效电感的设计，和Boost电感设计要求一样，要求该电感在大纹 波电流工作时，保持极佳的效率。由于其电感量可以设计成比较小的感值，即使要求直流内 阻较低，用铜量也能得到大幅的控制。对于磁性材料中的ΛΒ磁场变化率大的问题，同样地 采用Hybrid Magnetics技术，可以控制磁性的损耗、减少漏磁的存在，达到很少的用铜量也 能保持很低的内阻的目的。 鉴于单相、3相交流线路上分别需要2个和3个相同感量的滤波电感，为了进一步 减小体积，提高磁性材料的利用率，还可以采用单相耦合式和3相耦合式电感设计的方案。 此外，对于大功率应用，无论是Boost电感还是滤波电感，因其电感量偏小，电流 纹波大的特点，绕线的高频集肤效应和层间的接近效应也会比较明显，为此可采用长宽比 大的方形扁铜线进行立式绕制，最大限度改善其高频损耗。 就像上述所说，当前很多逆变器产品，尽量提高滤波电感量，并尽量使电感保持一 个固定值，使之不随电流大小改变而改变的方法来解决控制系统的闭环参数不匹配时，容 易发生系统的振荡，出现了较差的高次谐波，以及电流波形的失真，常常还会伴随出现比较 大的音频噪音，其缺点是大幅增大了电感的成本，由于非晶特性，将带来噪音与功率损耗等 问题，同时增加系统体积，与当前高效、最优设计不符合。 另一方面，采用SVPWM(即空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation))控制系统而言，将采集到的三相电流转换为DQ旋转坐标系中的量，对于控 制，采用SVPWM控制无法实现每一相单独控制，因此，无法采用电流瞬时值换算为电感值来 调节系统传递函数，实现系统稳定控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种基于SVPWM 的光伏逆变器电感的电感补偿控制方法： 通过测量系统的DC/AC侧电感随并网电流变化值，进行拟合，建立电感随并网电 流变化曲线，根据实际的电流与通过拟合曲线来获得的电感的感值，调节逆变器相应控制 传递函数关系，进而通过逆变控制调整输出量，从而实现电感的补偿。 为实现上述的目的，本专利技术采样如下的技术方案： 一种基于SVPWM的光伏逆变器电感的电感补偿控制方法， 所述方法包括如下步骤： 步骤1 :通过测量系统的DC/AC侧电感随并网电流变化值，获得拟合模型，并将该 模型存储于DSP中， 步骤2 :DSP根据获得的DC/AC侧的电流，通过所述拟合模型获得电感的感值，来调 整DC/AC侧系统传递函数； 调整系统相应控制逻辑。 优选的，所述步骤1中还包含：所述DSP根据DC/AC侧DQ旋转坐标系下的电流通 过拟合的模型获取当前电感值。 进一步的，所述DQ旋转坐标系下电流与实际电流存在1.414倍的关系。 优选的，所述步骤2中，通过根据DC/AC侧传递函数修改指令，调整DC/AC侧的相 应参数来调整系统DC/AC侧闭环传递函数。 优选的，所述步骤2中还包含：根据步骤1中实际的电流范围，设定最大电流值。 优选的，本专利技术的一个实施例还提供一种搭载基于SVPWM的光伏逆变器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SVPWM的光伏逆变器的电感补偿控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤1：通过测量系统DC/AC侧电感随并网电流变化值，获得拟合模型，并将该模型存储于DSP中，步骤2：DSP根据获得的DC/AC侧的电流，通过所述拟合模型获得电感的感值，来调整DC/AC侧系统传递函数；调整系统相应控制逻辑。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，廖小俊，舒成维，李世军，宋健鹏，
申请(专利权)人：江苏兆伏新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32