一种过零电流尖峰控制方法及系统与流程

本申请涉及光伏并网逆变器的，尤其是涉及一种过零电流尖峰控制方法及系统。

背景技术：

1、当前，光伏发电系统常常为并网发电模式，其是通过微型并网dc-ac逆变器来将光伏板组成的光伏阵列输出的直流电转化为电网电压同幅值、同频、同相的交流电，并实现与电网并网连接的系统。

2、如图1所示，当前技术中对于并网过程中的逆变器常常使用单级dab拓扑结构，其主要通过桥臂之间移相控制以及频率调节实现能量从原边传递到副边以实现单位功率因数并网电流功能。其依靠功率管q5、q7或q6、q8的控制切换，实现电网电压的正负半周过渡。

3、然而在实际情况中，如图2和图3所示，实际电网存在高次谐波畸变，使用pll锁相环生成的基波在过零时与实际电网的过零点存在一定的相位差，导致q5、q7或q6、q8在切换时与实际电网极性相反，引起并网时并网电流在过零点附近会发生极大的震荡，会明显提高并网电流的thd值，从而无法实现并网要求。

技术实现思路

1、本申请的目的是减少并网时的过零尖峰问题。

2、第一方面，本申请提供的一种过零电流尖峰控制方法，采用如下的技术方案：

3、一种过零电流尖峰控制方法，包括以下步骤：

4、采样电网电压以获取相应的电网相位角；

5、判断所述电网相位角是否处于预设的规定相位区间内；

6、若否，则切换至正常工作模式，若是，则切换至优化工作模式；

7、在所述正常工作模式下，获取前馈控制项和控制量误差，并将所述前馈控制项和控制量误差相加以得到最终控制量；基于所述最终控制量对相应的功率管进行驱动以实现并网；

8、在所述优化工作模式下，

9、对所有所述功率管生成关断信号；

10、所述控制量误差持续归零，获取所述前馈控制项并将所述前馈控制项作为最终控制量；

11、基于所述最终控制量对相应的功率管进行驱动以实现并网。

12、在另一些实施例中，还包括以下步骤：

13、采样电网电压以获取相应正半周标记和负半周标记，所述正半周标记和所述负半周标记表征为电网正负半周切换对应的标记位置。

14、在另一些实施例中，在所述正常工作模式和所述优化工作模式下，所述前馈控制项的获取方法包括：

15、所述前馈控制项由以下表达式获得：

16、

17、其中，为前馈控制项，fsmax为最大开关频率，lik为变压器漏感，为设定输出电流的幅值，n为变压器匝比，vin为输入电压。

18、在另一些实施例中，在所述正常工作模式下，获取所述控制量误差包括以下步骤：

19、采样输出电流值；

20、将所述输出电流值与预设的输出电流参考值进行比较以获得相应的比较结果；

21、根据所述比较结果生成相应的控制量误差。

22、在另一些实施例中，还包括：

23、经过所述一个正半周标记和一个负半周标记记为一个周期，每个周期范围皆为【0，2π】；其中，所述预设的规定相位区间为每个所述周期内的【0，0.05π】、【0.95π，1.05π】、【1.95π，2π】。

24、在另一些实施例中，当所述电网相位角退出预设的规定相位区间时，包括以下步骤：对所有所述功率管根据预设的软启动移相方法进行重启，并引入所述控制量误差。

25、在另一些实施例中，基于所述最终控制量对相应的功率管进行驱动包括以下步骤：

26、将所述最终控制量乘以移相变频系数以得到移相变频控制量；

27、基于所述最终控制量和所述最大开关频率计算出所述功率管的开关频率；

28、基于所述变频控制量和所述功率管的开关频率对相应的所述功率管进行驱动。

29、第二方面，本申请提供的一种过零电流尖峰控制系统，采用如下的技术方案：

30、一种过零电流尖峰控制系统，用于实现上述的过零电流尖峰控制方法。

31、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

32、在过零点附近可以通过不同的工作模式实现并网电流的自然过渡，避免并网电流方向与市电方向相反，减少了并网电流thd。

技术特征：

1.一种过零电流尖峰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的过零电流尖峰控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的过零电流尖峰控制方法，其特征在于，在所述正常工作模式和所述优化工作模式下，所述前馈控制项的获取方法包括：

4.根据权利要求3所述的过零电流尖峰控制方法，其特征在于，在所述正常工作模式下，获取所述控制量误差包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的过零电流尖峰控制方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的过零电流尖峰控制方法，其特征在于，当所述电网相位角退出预设的规定相位区间时，包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的过零电流尖峰控制方法，其特征在于，基于所述最终控制量对相应的功率管进行驱动包括以下步骤：

8.一种过零电流尖峰控制系统，其特征在于，用于实现权利要求1-7中任意一项权利要求所述的过零电流尖峰控制方法。

技术总结
本申请涉及光伏并网逆变器的技术领域，尤其是涉及一种过零电流尖峰控制方法及系统，其包括：采样电网电压以获取相应的电网相位角；判断电网相位角是否处于预设的规定相位区间内；若否，则切换至正常工作模式，若是，则切换至优化工作模式；在正常工作模式下，获取前馈控制项和控制量误差，并将前馈控制项和控制量误差相加以得到最终控制量；基于最终控制量对相应的功率管进行驱动以实现并网；在优化工作模式下，对所有功率管生成关断信号；控制量误差持续归零，获取前馈控制项并将前馈控制项作为最终控制量；基于最终控制量对相应的功率管进行驱动以实现并网。本申请具有减少并网时的过零尖峰问题的效果。

技术研发人员：解金军
受保护的技术使用者：屹晶微电子（台州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/2