光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法，用于对并联运行的多台光伏并网逆变器进行协调控制，光伏并网逆变器通过其对应连接的具有ePWM外设的逆变器控制器进行控制，方法为：采用电网电压过零信号作为ePWM外设的同步信号，使ePWM外设的时钟计数器在电网电压过零信号到来时刻自动初始化而完成同步，从而通过ePWM外设的时钟计数器触发逆变器控制器中的中断服务程序，来完成对并联运行的多台光伏并网逆变器的协调控制。本发明将电网电压过零信号引入ePWM外设，从而触发逆变器控制器的中断动作，其不仅能够保证协调控制的实时性，且逆变器控制器的控制软件部分无需更改，易于实现，成本较低，能够满足多逆变器协调控制要求。
【专利说明】
光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法
技术领域
[0001]本发明属于光伏发电领域，具体涉及一种应用于光伏并网逆变器多机并联运行时进行多机协调控制的方法。
【背景技术】
[0002]在大容量分布式光伏发电系统设计时，会选取多台光伏并网逆变器通过电网公共连接点并联运行，典型的单相光伏逆变器并联运行系统见图1。非隔离型逆变器并联运行时，逆变器电路之间存在直接的耦合关系，输电线路也存在分布参数阻抗，从而使多逆变器并联的分布式发电系统形成了一个复杂的高阶电路网络。高阶电路网络的存在可能使分布式发电系统产生不正常的运行状态，甚至使系统产生谐振。谐振的原因是高阶电路网络存在不确定的谐振点，每台逆变器输出的独立性和随机性造成了谐波频率和幅值的不确定性，当谐波频率位于谐振点附近，谐波会被放大产生谐振。抑制谐振的措施之一是使并联逆变器输出响应一致，减少逆变器输出的不确定性。因此需要对并联运行的逆变器进行协调控制。
[0003]保持多台并联逆变器输出响应同步，目前的协调控制方法有:1、增加并联逆变器外部总控信号，该方法会带来硬件成本的增加，且当信号传输线较远时可能造成信号的衰减，又会带来控制的误差，若外部信号不能同时到达各逆变器，逆变器也不能完成协调控制动作，满足不了实时性;2、采用FPGA控制器控制各逆变器，该方法可以保证协调控制的实时性，但采用硬件描述语言完成逆变器控制算法的编写比较复杂，增大了产品开发的难度，也增加了系统的成本，可行性不高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种简单易用、满足多逆变器协调控制要求且成本较低的光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法，用于对并联运行的多台光伏并网逆变器进行协调控制，所述光伏并网逆变器通过其对应连接的具有ePWM外设的逆变器控制器进行控制，所述方法为:采用电网电压过零信号作为所述ePWM外设的同步信号，使所述ePWM外设的时钟计数器在所述电网电压过零信号到来时刻自动初始化而完成同步，从而通过所述ePWM外设的时钟计数器触发所述逆变器控制器中的中断服务程序，来完成对并联运行的多台所述光伏并网逆变器的协调控制。
[0006]优选的，所述方法通过以下步骤实现:
步骤一:对所述逆变器控制器进行GP1 口配置，配置为ePWM外设管脚；
步骤二:将所述ePWM外设配置为外部信号触发其时钟计数器同步模式；
步骤三:所述逆变器控制器完成初始化程序并运行，当所述ePWM外设检测到所述电网电压过零信号时，其时钟计数器清零初始化，完成一次同步，来触发所述逆变器控制器中的中断服务程序，完成对并联运行的多台所述光伏并网逆变器的协调控制。
[0007]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明将电网电压过零信号引入ePWM外设，从而触发逆变器控制器的中断动作，其不仅能够保证协调控制的实时性，且逆变器控制器的控制软件部分无需更改，易于实现，成本较低，能够满足多逆变器协调控制要求。
【附图说明】
[0008]附图1为单相光伏逆变器并联运行系统示意图。
[0009]附图2为电网电压过零信号的示意图。
[0010]附图3为本发明中逆变器控制器初始化配置及程序运行流程示图。
[0011 ]附图4为本发明的光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法的流程图。
[0012]附图5为本发明中多逆变器控制器的外设时钟计数器的同步动作示意图。
[0013]附图6为采用本发明的方法前两台光伏并网逆变器并机运行输出电流示波器波形。
[0014]附图7为采用本发明的方法后两台光伏并网逆变器并机运行输出电流示波器波形。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明作进一步描述。
[0016]在大容量分布式光伏发电系统中，多台(至少两台)光伏并网逆变器通过电网公共连接点而并联运行，光伏并网逆变器通过其对应连接的具有ePWM外设的逆变器控制器进行控制。
[0017]—种用于对上述这种并联运行的多台光伏并网逆变器进行协调控制的光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法，为:采用如附图2所示的电网电压过零信号作为ePWM外设的同步信号，使ePWM外设的时钟计数器在电网电压过零信号到来时刻自动初始化而完成同步，从而通过ePWM外设的时钟计数器触发逆变器控制器中的中断服务程序，来完成对并联运行的多台光伏并网逆变器的协调控制，如附图4和附图5所示。这里，逆变器控制器采用TI公司的型号为TMS320F28035的DSP芯片。
[0018]如附图3和附图4所示，上述方法通过以下步骤实现:
步骤一:对逆变器控制器进行GP1 口配置，配置为ePWM外设管脚；
步骤二:将ePWM外设配置为外部信号触发其时钟计数器同步模式；
步骤三:逆变器控制器完成初始化程序并运行，当ePWM外设检测到电网电压过零信号时，其时钟计数器清零初始化，完成多逆变器控制器DSP芯片外设时钟计数器的一次同步，当时钟计数器满足中断触发条件时，触发逆变器控制器执行其中的中断服务程序，完成对并联运行的多台光伏并网逆变器的协调控制。
[0019]本方案是在电网电压过零信号到来时刻对时钟计数器进行初始化，初始化发生时刻之后的一个周期内会对输出的IGBT驱动脉冲造成短暂影响。光伏并网逆变器一般以单位功率因数状态并网运行，对于单相光伏并网逆变器，当电网电压过零时，逆变器输出电流大小也在零点附近，即输出电流瞬时值较小。当电网电压过零信号到来时刻在控制器执行中断服务程序前后时刻附近时，对于逆变器输出IGBT驱动脉冲的影响达到极端时刻，分别会在原来基础上造成3/2周期的延时或1/2周期的超前(见图4所示逆变器I和逆变器2TCR计数器波形)。但电网电压过零时刻逆变器输出电流瞬时值较小，即逆变器控制器输出占空比较小或是O，且逆变器由于采用电流闭环控制，对于单个周期IGBT驱动脉冲的微小畸变导致的输出电流的微小畸变，逆变器控制器完全可以调整，因此本方法对逆变器输出基本不会造成影响。
[0020]本方案克服了增加外部协调控制信号而增加硬件成本的问题，将电网电压过零信号引入逆变器控制器的ePWM外设，全程由硬件自动完成逆变器多机并联的协调控制，保证了协调控制的实时性，且软件的控制部分不需任何改动，易于实现。
[0021]图5是增加本方案的方法前2台逆变器并机运行输出电流示波器波形，图6是增加本方案的方法后2台逆变器并机输出电流示波器波形，其中CHl为电网电压，CH2、CH3分别为2机输出电流。
[0022]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法，用于对并联运行的多台光伏并网逆变器进行协调控制，所述光伏并网逆变器通过其对应连接的具有ePWM外设的逆变器控制器进行控制，其特征在于:所述方法为:采用电网电压过零信号作为所述ePWM外设的同步信号，使所述ePWM外设的时钟计数器在所述电网电压过零信号到来时刻自动初始化而完成同步，从而通过所述ePWM外设的时钟计数器触发所述逆变器控制器中的中断服务程序，来完成对并联运行的多台所述光伏并网逆变器的协调控制。2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器多机并联运行协调控制方法，其特征在于:所述方法通过以下步骤实现: 步骤一:对所述逆变器控制器进行GP1 口配置，配置为ePWM外设管脚； 步骤二:将所述ePWM外设配置为外部信号触发其时钟计数器同步模式； 步骤三:所述逆变器控制器完成初始化程序并运行，当所述ePWM外设检测到所述电网电压过零信号时，其时钟计数器清零初始化，完成一次同步，来触发所述逆变器控制器中的中断服务程序，完成对并联运行的多台所述光伏并网逆变器的协调控制。
【文档编号】H02J3/38GK105896593SQ201610194509
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】黄敏, 方刚, 郝齐心
【申请人】江苏固德威电源科技股份有限公司