光伏并网逆变器迭代比例积分电流控制方法
【专利摘要】本发明提出了一种光伏并网逆变器迭代比例积分电流控制方法：第一步，将一个采样周期中k、k-n时刻电流值分别进行积分，再差运算得出输出电流表达式；第二步，由迭代比例积分控制的传递函数推导出并网逆变器输出电流的传递函数；第三步，用时间乘绝对误差积分准则作为目标函数，进而改变迭代比例积分的参数；第四步，通过比较并网电流给定参考值和实际并网电流得出差值；再运用迭代比例积分进行处理，产生相应的SPWM信号来控制功率管开关。该方法能使实际并网电流无静差的跟踪电流参考值，使得并网逆变器输出与电网同频同相的正弦波电流，从而提高了电流无差跟踪能力。仿真和实验结果表明，该方法具有控制精度高和稳定性好等特点。
【专利说明】光伏并网逆变器迭代比例积分电流控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光伏并网逆变器电流控制方法，特别是一种迭代比例积分控制方 法。
【背景技术】
[0002] 光伏并网逆变器是光伏并网发电系统的核心部件，它的控制方法在提高光伏并网 发电系统的运行效率、可靠性、电能质量等方面发挥重要作用。迭代比例积分控制可以有效 抑制并网逆变器输出电流的谐波扰动，改善了其输出电能质量，提高系统运行的稳定性，具 有非常广阔的应用前景。目前，已有一些文献针对光伏并网逆变器输出电流的稳定问题提 出了相应的控制方法。2007年第33期《中国电机工程学报》中的"一种新型光伏并网逆变 器控制策略"一文采用新的三角波-三角波调制方法，将导抗变换器和并网逆变系统有机结 合在一块，运用变换器的电压源-电流源变换特性，使光伏电池阵列的电压变换为正弦包络 线的高频电流，经过高频DC-DC变换来传输功率，再通过工频逆变器逆变后实现并网发电。 另外，采用电网电压的过零信号来控制工频逆变器，使其并网输出电流和电网电压同步，降 低了并网电流谐波分量，进一步提高光伏逆变并网系统功率因数，实现正弦电流并网，但是 该控制策略适用范围较小，仅适合分散式的小型家用光伏并网发电系统。2011年第21期 《中国电机工程学报》中的"LCL滤波器的单相光伏并网控制策略" 一文提出一种电压环、电 容电流环和功率环的并网控制策略，推导了系统的闭环传递函数，分析了控制参数对系统 闭环极点分布和稳定性的影响，但是在控制参数设计过程中，没有考虑引入调节通道对系 统稳定性的影响。2008年第33期《中国电机工程学报》中的"一种新颖的电压控制型逆变 器并网控制方案"一文运用基于谐波电压重复控制的逆变器新型并网策略，通过快速谐波 检测算法来检测并网电感两端电压谐波，且加到指令信号中，采用重复控制主动发出相应 的谐波电压来补偿谐波电流、缩小输出电抗的谐波电压差和改善并网输出电流波形质量， 但是很难降低并网电流总体谐波畸变率。2007年第9期《电力电子技术》中的"单相并网 逆变器功率控制的实现"通过功率控制策略来提高并网电流的功率因数和幅值精度，但没 有分析并网逆变器控制系统的参数设计和稳定性。
【发明内容】
[0003] 本发明针对光伏并网逆变器输出电流控制问题，提出一种迭代比例积分控制方法 来实现对周期量的无静差跟踪，抑制光伏并网逆变器输出电流中的周期性扰动分量，有效 提高光伏并网逆变器输出电流的波形质量。仿真和实验结果表明，该方法具有控制精度高 和稳定性好等特点。其原理与基本步骤为： 具体实施步骤如下： 第一步，并网逆变器的控制输入值是由电流给定参考值与实际的并网电流/^的 差值4组成的，控制的反馈值是电网侧电流/_。将一采样周期中h 时刻电流值进行 积分并作差可求出输出电流表达式：
【权利要求】
1. 本发明主要提出一种光伏并网逆变器迭代比例积分电流控制方法，具体原理和做法 如下： 第一步，并网逆变器的控制输入值是由电流给定参考值与实际的并网电流/^的 差值Λ组成的，控制的反馈值是电网侧电流/_。
2. 将一采样周期中的hA-/?时刻电流值分别进行积分，再差运算求出输出电流表达 式：
，式中为比例增益，尤为积分常数； 第二步，令迭代比例积分控制的传递函数为GG)，/^是与电网电压同频同相的并网电 流参考信号，滤波环节传递函数为
，则求出并网逆变器输出电流的传递函数为：
进而可知并网逆变器输出电流随着参考电流、电网电压以及迭代比例积分控制变化而 变化； 第三步，采用时间乘绝对误差积分准则作为目标函数，改变迭代比例积分的参数，使系 统响应达到规定的衰减率，确保调节输入瞬态响应振荡性小； 第四步，通过比较并网电流给定参考值46/和实际并网电流得出差值/e，再将差值 4返回到迭代比例积分控制中使/^实时跟踪，产生相应的SPWM信号来控制功率管开 关，使得光伏并网逆变器输出为与电网同频同相的正弦波电流，从而提高了电流无差跟踪 能力。
【文档编号】H02J3/01GK104065288SQ201410316013
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】李圣清, 张彬, 徐天俊 申请人:湖南工业大学