CN110635704B - 一种逆变器母线电压控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种逆变器母线电压控制方法为：预先根据逆变器的状态参数设定母线电压等级阈值，并设定若逆变器的母线电压大于或等于母线电压等级阈值时，逆变器的母线电压等级为高，否则为低；监测逆变器的母线电压，根据逆变器的母线电压与给定的参考电压之差的绝对值和逆变器的母线电压等级，确定逆变器的直流输入控制环和逆变输出控制环中涉及的直流母线电压控制相关的系数，从而通过动态调节直流输入控制环和逆变输出控制环来优化控制逆变器的母线电压本发明能够在满足逆变器输入、输出特性的要求的前提下加快母线控制环路动态响应速度，从而减小所选母线电容规格裕量，提升母线电容使用效率，降低逆变器成本。

Description

一种逆变器母线电压控制方法
技术领域
本发明属于光伏发电领域，具体涉及到逆变器母线电压的控制方法。
背景技术
光伏系统中，对于逆变器母线电压的控制方法，目前采用结合直流输入控制环和逆变输出控制环统统调节的方式。但受限于直流侧加载速度以及逆变侧输出电能质量和可能发生的AC高阻抗等条件限制，母线电压控制动态响应缓慢，从而导致母线电容需要保留足够的裕量以防止在发生功率突变情况下母线电压超过电容电压限值。
发明内容
本发明的目的是提供一种响应速度快、减小所需母线电容规格裕量、提升母线电容使用效率、降低逆变器成本的逆变器母线电压控制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种逆变器母线电压控制方法为：
预先根据逆变器的状态参数设定母线电压等级阈值，并设定若所述逆变器的母线电压大于或等于所述母线电压等级阈值时，所述逆变器的母线电压等级为高，否则为低；
监测所述逆变器的母线电压BusVolt，根据所述逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs和所述逆变器的母线电压等级，确定所述逆变器的直流输入控制环和逆变输出控制环中涉及的直流母线电压控制相关的系数K_dc和K_inv，从而通过动态调节所述直流输入控制环和逆变输出控制环来优化控制所述逆变器的母线电压。
上述方案中，若所述逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs大于第一电压差阈值V1，且所述逆变器的母线电压等级为低，则设定当前所述逆变器的母线电压等级为高，且K_dc=K1，K_inv=K2；
若所述逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs小于第二电压差阈值V2，且所述逆变器的母线电压等级为高，则设定当前所述逆变器的母线电压等级为低，且K_dc=1，K_inv=1；
其中，V1＞V2，K1＞1，K2＞1。
优选的，V1=30V，V2=20V；K1=10，K2=10。
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：本发明能够在满足逆变器输入、输出特性的要求的前提下加快母线控制环路动态响应速度，从而减小所选母线电容规格裕量，提升母线电容使用效率，降低逆变器成本。
附图说明
附图1为逆变器母线电压控制方法原理图。
附图2为本发明的逆变器母线电压控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：如附图1所示，光伏逆变系统中，逆变器母线电压由逆变器的直流输入控制环和逆变输出控制环共同调节。若母线电压高于参考电压，则直流侧参考电压变大，交流侧参考电流变大，从而直流PWM占空比变小，交流PWM占空比变大，进而会减少直流输入，增加交流输出；母线电压低于于参考电压，则直流侧参考电压变小，交流侧参考电流变小，从而直流PWM占空比变大，交流PWM占空比变小，进而会增加直流输入，减小交流输出。其中Kp_dc，Ki_dc，Kd_dc是直流侧母线电压控制环路的PID参数，Kp_inv，Ki_inv，Kd_inv*s是逆变侧母线电压控制环路的PID参数，K_dc，K_inv是母线电压控制相关的系数。
基于此控制方式的一种逆变器母线电压控制方法如附图2所示：
1、预先根据逆变器的状态参数设定母线电压等级阈值，并设定若逆变器的母线电压大于或等于母线电压等级阈值时，逆变器的母线电压等级为高，否则若逆变器的母线电压小于母线电压等级阈值时，逆变器的母线电压等级为低。
2、系统工作时，实时监测逆变器的母线电压BusVolt，并计算逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs=Abs(BusVolt-BusVoltRef)，则根据逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs和逆变器的母线电压等级，确定逆变器的直流输入控制环和逆变输出控制环中涉及的直流母线电压控制相关的系数K_dc和K_inv，从而通过动态调节直流输入控制环和逆变输出控制环来优化控制逆变器的母线电压。
具体的，若逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs大于第一电压差阈值V1，且逆变器的母线电压等级为低，则设定当前逆变器的母线电压等级为高，且K_dc=K1，K_inv=K2。该状态下，说明当前母线电压与标准设定电压偏差过大，从而调整系数K_dc，K_inv，以加快母线电压控制，及时调整母线电压到设定电压范围内。
若逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs小于第二电压差阈值V2，且逆变器的母线电压等级为高，则设定当前逆变器的母线电压等级为低，且K_dc=1，K_inv=1。
其中，V1＞V2，K1＞1，K2＞1，K1、K2根据实际逆变器的运行状况进行调试而确定得到。一般的，V1=30V，V2=20V；K1=10，K2=10。
若逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs、逆变器的母线电压等级不属于上述两种情况时，则当前参数保持，无需调整。
以上方案通过实时监测母线电压和其与给定参考电压绝对差值，进而动态调节控制环参数，从而在保证逆变器正常直流输入特性和交流输出特性前提下，加快母线控制环路动态响应速度，使母线电压具备优良的动态特性，以有效减少所选电容的规格裕量，提升母线电容使用效率，降低逆变器成本，解决了常规控制方法因逆变器输入、输出特性限制导致母线电压控制环路动态响应缓慢，所选母线电容规格裕量偏大的问题。
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。

Claims (3)

1.一种逆变器母线电压控制方法，其特征在于：所述逆变器母线电压控制方法为：
预先根据逆变器的状态参数设定母线电压等级阈值，并设定若所述逆变器的母线电压大于或等于所述母线电压等级阈值时，所述逆变器的母线电压等级为高，否则为低；
监测所述逆变器的母线电压BusVolt，根据所述逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs和所述逆变器的母线电压等级，确定所述逆变器的直流输入控制环Kp_dc*K_dc+Ki_dc/s+Kd_dc*s中涉及的直流母线电压控制相关的系数K_dc和逆变输出控制环Kp_inv*K_inv+Ki_inv/s+Kd_inv*s中涉及的直流母线电压控制相关的系数K_inv，从而通过动态调节所述直流输入控制环和逆变输出控制环来优化控制所述逆变器的母线电压，其中Kp_dc，Ki_dc，Kd_dc是直流输入控制环的PID参数，Kp_inv，Ki_inv，Kd_inv是逆变输出控制环的PID参数；
若所述逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs大于第一电压差阈值V1，且所述逆变器的母线电压等级为低，则设定当前所述逆变器的母线电压等级为高，且K_dc=K1，K_inv=K2；
若所述逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs小于第二电压差阈值V2，且所述逆变器的母线电压等级为高，则设定当前所述逆变器的母线电压等级为低，且K_dc=1，K_inv=1；
其中，V1＞V2，K1＞1，K2＞1；
若所述逆变器的母线电压BusVolt与给定的参考电压BusVoltRef之差的绝对值DeltaBusVoltAbs、所述逆变器的母线电压等级不属于上述两种情况时，则当前参数保持。
2.根据权利要求1所述的一种逆变器母线电压控制方法，其特征在于：V1=30V，V2=20V。
3.根据权利要求1所述的一种逆变器母线电压控制方法，其特征在于：K1=10，K2=10。
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