一种应用于三相光伏逆变电路的控制方法及相关装置

文档序号:703129 发布日期:2021-04-13 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 一种应用于三相光伏逆变电路的控制方法及相关装置 (Control method applied to three-phase photovoltaic inverter circuit and related device ) 是由 胡雪凯 孟良 曾四鸣 王振雄 范辉 易皓 张乾 于 2020-12-23 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种应用于三相光伏逆变电路的控制方法及相关装置,涉及电力控制技术领域,该控制方法包括:基于三相逆变电路的直流侧的电压、电流、预设电压参考值,和光伏发电电源的光伏输出功率、光伏输出电压,以及一个以上PI控制器,控制升压变换电路中开关管的通断;基于三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和一个以上PI控制器,控制三相逆变电路中开关管的通断。基于本申请的技术方案,可有效降低光伏系统的运营成本。(The application provides a control method and a related device applied to a three-phase photovoltaic inverter circuit, and relates to the technical field of power control, wherein the control method comprises the following steps: on the basis of the voltage, the current and the preset voltage reference value of the direct current side of the three-phase inverter circuit, the photovoltaic output power and the photovoltaic output voltage of the photovoltaic power generation power supply and more than one PI controller, the on-off of a switch tube in the boost conversion circuit is controlled; the on-off of a switching tube in the three-phase inverter circuit is controlled based on a preset alternating current angular frequency reference value, each phase voltage, each phase current, each filter capacitor current, a park transformation method and a park inverse transformation method on the alternating current side of the three-phase inverter circuit and more than one PI controller. Based on the technical scheme of this application, can effectively reduce photovoltaic system&#39;s operation cost.)

一种应用于三相光伏逆变电路的控制方法及相关装置

技术领域

本申请涉及电力控制技术领域,特别是涉及一种应用于三相光伏 逆变电路的控制方法及相关装置。

背景技术

近年来,能源短缺和环境污染已成为世界各国所面临的严峻问题, 光伏发电等可再生能源以其绿色环保和可再生的优势成为热点,如何 推动可再生能源发电的研究和发展已成为本领域的主要任务。

现有技术中,在光伏系统孤岛运行中,主要通过预设的储能设备 对光伏系统中的功率、电压和频率等参数进行调节以维持稳定,但储 能设备的成本和维护费用较为高昂,且仍需配合能量管理系统对储能 设备的充放电进行控制,大大增加了光伏系统的运营成本。

发明内容

本申请提供一种应用于三相光伏逆变电路的控制方法及相关装 置,可有效降低光伏系统的运营成本。

为了实现上述技术效果,本申请第一方面提供一种应用于三相光 伏逆变电路的控制方法,上述三相光伏逆变电路包括升压变换电路和 三相逆变电路,上述升压变换电路的输入端用于与光伏发电电源电性 连接,上述控制方法包括:

基于上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流、预设电压参考值, 和上述光伏发电电源的光伏输出功率、光伏输出电压,以及一个以上 PI控制器,控制上述升压变换电路中开关管的通断;

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制上述三相逆变电路中开关管的通断。

基于本申请第一方面,在第一种可能的实现方式中,上述基于上 述三相逆变电路的直流侧的电压、电流、预设电压参考值,和上述光 伏发电电源的光伏输出功率、光伏输出电压,以及一个以上PI控制 器,控制上述升压变换电路中开关管的通断包括:

获取上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流,和上述光伏发电 电源的光伏输出功率、光伏输出电压;

将上述三相逆变电路的直流侧的预设电压参考值减去上述三相 逆变电路的直流侧的电压,以得到第一值;

基于第一预设PI控制器,对上述第一值进行积分比例运算,以 得到第二值;

将上述第二值减去上述光伏发电电源的光伏输出功率,以得到第 三值;

基于第二预设PI控制器,对上述第三值进行积分比例运算,以 得到第四值;

将上述光伏发电电源的光伏输出电压减去上述第四值,以得到第 五值;

基于第三预设PI控制器,对上述第五值进行积分比例运算,以 得到第六值;

将上述第六值减去上述三相逆变电路的直流侧的电流,以得到第 七值;

基于第四预设PI控制器,对上述第七值进行积分比例运算,以 得到第八值;

基于上述第八值生成第一控制信号,并基于上述第一控制信号控 制上述升压变换电路中开关管的通断。

基于本申请第一方面或本申请第一方面的第一种可能的实现方 式,在第二种可能的实现方式中,上述三相变换电路包括:三条并联 的推挽支路和与每条上述推挽支路一一对应的滤波电容,其中,每条 上述推挽支路由串联的两个开关管组成,上述各滤波电容电流分别为 各上述滤波电容上的电流;

上述基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、 各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法, 和一个以上PI控制器,控制上述三相逆变电路中开关管的通断包括:

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制上述三条并联的推挽支路中开关管的通断。

基于本申请第一方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的 实现方式中,上述基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率 参考值、各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克 反变换法,和一个以上PI控制器,控制上述三条并联的推挽支路中 开关管的通断包括:

获取上述基于上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、 各滤波电容电流;

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值和派 克变换法,对上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、各 滤波电容电流进行派克变换,以得到电压d轴分量、电压q轴分量、 电流d轴分量、电流q轴分量、滤波电容电流d轴分量和滤波电容电 流q轴分量;

基于上述电压d轴分量、上述电压q轴分量、上述电流d轴分量、 上述电流q轴分量和式(1),计算无功功率;

上述式(1)具体为:

其中,Q为上述无功功率,Uq为上述电压d轴分量,Ud为上述电 压q轴分量,Igd为上述电流d轴分量,Igq为上述电流q轴分量;

将上述无功功率减去预设无功功率参考值,以得到第九值;

将预设并网点电压参考值减去预设倍数的上述第九值,以得到第 十值;

将上述第十值减去上述电压d轴分量,以得到第十一值;

基于第五预设PI控制器,对上述第十一值进行积分比例运算, 以得到第十二值;

将上述第十二值减去上述滤波电容电流d轴分量,以得到第十三 值;

基于第六预设PI控制器,对上述第十三值进行积分比例运算, 以得到第十四值;

将0减去上述电压q轴分量,以得到第十五值;

基于第七预设PI控制器,对上述第十五值进行积分比例运算, 以得到第十六值;

将上述第十六值减去上述滤波电容电流q轴分量,以得到第十七 值;

基于第八预设PI控制器,对上述第十七值进行积分比例运算, 以得到第十八值;

基于派克反变换法,对上述第十四值和上述第十八值进行派克反 变换,以得到第一电压值、第二电压值和第三电压值;

基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值,生成 第二控制信号,并基于上述第二控制信号控制上述三对推挽开关管

基于本申请第一方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的 实现方式中,上述三对推挽开关管包括:第一对推挽开关管、第二对 推挽开关管和第三对推挽开关管,上述第一对推挽开关管包括:第一 推挽开关管和第二推挽开关管,上述第二对推挽开关管包括:第三推 挽开关管和第四推挽开关管,上述第三对推挽开关管包括:第五推挽 开关管和第六推挽开关管,上述第一推挽开关管的负极、上述第三推 挽开关管的负极和上述第五开关管的负极用于分别输出三相交流电 的各相交流电;

上述第二控制信号包括:第一PWM控制信号、第二PWM控制信号 和第三PWM控制信号;

上述基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值, 生成第二控制信号,并基于上述第二控制信号控制上述三对推挽开关 管包括:

基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值、式(2)、 式(3)和式(4),计算第十九值、第二十值和第二十一值;

上述式(2)、上述式(3)和上述式(4)分别具体为:

其中,D1为上述第十九值,D2为上述第二十值,D3为上述第二 十一值,Udc为上述三相逆变电路的直流侧的电压,为上述第一电 压值,为上述第二电压值,为上述第三电压值;

将上述第十九值、上述第二十值和上述第二十一值分别与预设载 波进行PWM调制,以生成上述第一PWM控制信号、上述第二PWM控制 信号和上述第三PWM控制信号;

基于上述第一PWM控制信号控制上述第一推挽开关管,并基于与 上述第一PWM控制信号互补的控制信号控制上述第二推挽开关管;

基于上述第二PWM控制信号控制上述第三推挽开关管,并基于与 上述第二PWM控制信号互补的控制信号控制上述第四推挽开关管;

基于上述第三PWM控制信号控制上述第五推挽开关管,并基于与 上述第三PWM控制信号互补的控制信号控制上述第六推挽开关管。

本申请第二方面提供一种应用于三相光伏逆变电路的控制装置, 上述三相光伏逆变电路包括升压变换电路和三相逆变电路,上述升压 变换电路的输入端用于与光伏发电电源电性连接,上述控制装置包括:

第一控制单元,用于基于上述三相逆变电路的直流侧的电压、电 流、预设电压参考值,和上述光伏发电电源的光伏输出功率、光伏输 出电压,以及一个以上PI控制器,控制上述升压变换电路中开关管 的通断;

第二控制单元,用于基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流 角频率参考值、各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、 派克反变换法,和一个以上PI控制器,控制上述三相逆变电路中开 关管的通断。

基于本申请第二方面,在第一种可能的实现方式中,上述第一控 制单元具体用于:

获取上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流,和上述光伏发电 电源的光伏输出功率、光伏输出电压;

将上述三相逆变电路的直流侧的预设电压参考值减去上述三相 逆变电路的直流侧的电压,以得到第一值;

基于第一预设PI控制器,对上述第一值进行积分比例运算,以 得到第二值;

将上述第二值减去上述光伏发电电源的光伏输出功率,以得到第 三值;

基于第二预设PI控制器,对上述第三值进行积分比例运算,以 得到第四值;

将上述光伏发电电源的光伏输出电压减去上述第四值,以得到第 五值;

基于第三预设PI控制器,对上述第五值进行积分比例运算,以 得到第六值;

将上述第六值减去上述三相逆变电路的直流侧的电流,以得到第 七值;

基于第四预设PI控制器,对上述第七值进行积分比例运算,以 得到第八值;

基于上述第八值生成第一控制信号,并基于上述第一控制信号控 制上述升压变换电路中开关管的通断。

基于本申请第二方面或本申请第二方面的第一种可能的实现方 式,在第二种可能的实现方式中,上述三相变换电路包括:三条并联 的推挽支路和与每条上述推挽支路一一对应的滤波电容,其中,每条 上述推挽支路由串联的两个开关管组成,上述各滤波电容电流分别为 各上述滤波电容上的电流;

上述第二控制单元具体用于:

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制上述三条并联的推挽支路中开关管的通断。

本申请第三方面提供一种应用于三相光伏逆变电路的控制装置, 上述三相光伏逆变电路包括升压变换电路和三相逆变电路,上述升压 变换电路的输入端用于与光伏发电电源电性连接,上述控制装置包括 存储器和处理器,上述存储器存储有计算机程序,上述处理器执行上 述计算机程序时实现上述第一方面或上述第一方面的任一可能实现 方式中提及的控制方法的步骤。

本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质,上述计算机可读 存储介质有计算机程序,上述计算机程序被处理器执行时实现上述第 一方面或上述第一方面的任一可能实现方式中提及的控制方法的步 骤。

由上可见,本申请的技术方案包括基于三相逆变电路的直流侧的 电压、电流、预设电压参考值,和光伏发电电源的光伏输出功率、光 伏输出电压,以及一个以上PI控制器,控制升压变换电路中开关管 的通断;基于三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制三相逆变电路中开关管的通断。基于本申 请的技术方案,可对在三相光伏逆变电路中获取到的各项数据进行处 理,以得到多个控制信号,之后基于该多个控制信号对该三相光伏逆 变电路中的各个开关管进行控制,以达到不必使用储能设备即可维持 包含该三相光伏逆变电路的光伏系统稳定的技术效果,降低了光伏系 统的运营成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下 面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人 员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得 其它的附图。

图1为本申请提供的应用于三相光伏逆变电路的控制方法一实 施例流程示意图;

图2为本申请提供的三相光伏逆变电路一实施例结构示意图;

图3为本申请提供的应用于升压变换电路的PI控制方法一实施 例流程示意图;

图4为本申请提供的应用于三相逆变电路的PI控制方法一实施 例流程示意图;

图5为本申请提供的应用于三相光伏逆变电路的控制装置一实 施例结构示意图;

图6为本申请提供的应用于三相光伏逆变电路的控制装置另一 实施例结构示意图。

具体实施方式

以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结 构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领 域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其他实施例中也可以 实现本申请。在其它情况下,省略对众所周知的系统、装置、电路以 及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包 括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在, 但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和 /或其集合的存在或添加。

还应当理解,在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特 定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权 利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单 数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

下面结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案 进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部 分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例, 都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但 是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施,本领域 技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请 不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

本申请提供一种应用于三相光伏逆变电路的控制方法,上述三相 光伏逆变电路包括升压变换电路和三相逆变电路,上述升压变换电路 的输入端用于与光伏发电电源电性连接,如图1所示,上述控制方法 包括:

步骤101,启动上述三相光伏逆变电路;

本申请实施例中,如图2所示,上述三相光伏逆变电路包括升压 变换电路和三相逆变电路,上述升压变换电路可包括:电感201、二 极管202、第一开关管203、第一电容204,上述三相逆变电路可包 括:第二开关管205、第三开关管206、第四开关管207、第五开关 管208、第六开关管209、第七开关管210、第二电容211、第三电容 212和第四电容213;

电感201的一端用于与光伏发电电源的正极电性连接,电感201 的另一端分别与二极管202的正极和第一开关管203的正极电性连接, 第一开关管203的另一端用于与上述光伏发电电源的负极电性连接, 二极管202的负极分别与第一电容204的一端、第二开关管205的正 极、第四开关管207的正极和第六开关管209的正极电性连接,第二 开关管205的负极分别与第三开关管206的正极和第二电容211的一 端电性连接,第四开关管207的负极分别与第五开关管208的正极和 第三电容212的一端电性连接,第六开关管209的负极分别与第七开 关管210和第四电容213的一端电性连接,第一开关管203的另一端 分别与第一电容204的另一端、第二开关管206的负极、第四开关管 208的负极、第六开关管210的负极、第二电容211的另一端、第三 电容212的另一端和第四电容213的另一端电性连接,第二开关管 205的负极、第四开关管207的负极、第六开关管209的负极分别为 上述三相逆变电路的三相交流电输出端的各相交流电输出端。

具体的,上述三相光伏逆变电路还包括:开关管控制装置,上述 开关管控制装置用于分别向第一开关管203、第二开关管205、第三 开关管206、第四开关管207、第五开关管208、第六开关管209和 第七开关管210发送相应控制信号,以分别对第一开关管203、第二开关管205、第三开关管206、第四开关管207、第五开关管208、第 六开关管209和第七开关管210的开关的通断进行控制;

上述启动上述三相光伏逆变电路包括:启动上述开关管控制装置。

需要说明的是,在执行完步骤101后,同时触发执行步骤102和 步骤103的动作。

步骤102,基于上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流、预设 电压参考值,和上述光伏发电电源的光伏输出功率、光伏输出电压, 以及一个以上PI控制器,控制上述升压变换电路中开关管的通断;

本申请实施例中,可基于预设的若干PI控制器,对从三相逆变 电路的直流侧(也即三相逆变电路的输入端)和光伏发电电源处采集 到的各参数,以及预设电压参考值进行数据处理,以得到用于对上述 升压变换电路中开关管的通断进行控制的控制信号。

步骤103,基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参 考值、各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反 变换法,和一个以上PI控制器,控制上述三相逆变电路中开关管的 通断。

本申请实施例中,可基于预设的若干PI控制器,对从三相逆变 电路的交流侧(也即三相逆变电路的输出端)和三相逆变电路上各器 件处采集到的的各参数,以及预设交流角频率参考值进行数据处理, 以得到用于对上述三相逆变电路中开关管的通断进行控制的控制信 号。

可选的,如图3所示,Udc为上述三相逆变电路的直流侧的电压, Udcref为预设电压参考值,Ppv为上述光伏发电电源的光伏输出功率, Upv为上述光伏发电电源的光伏输出电压,Iin为上述三相逆变电路的 直流侧的电流;

上述基于上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流、预设电压参 考值,和上述光伏发电电源的光伏输出功率、光伏输出电压,以及一 个以上PI控制器,控制上述升压变换电路中开关管的通断包括:

获取上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流,和上述光伏发电 电源的光伏输出功率、光伏输出电压;

将上述三相逆变电路的直流侧的预设电压参考值减去上述三相 逆变电路的直流侧的电压,以得到第一值;

基于第一预设PI控制器,对上述第一值进行积分比例运算,以 得到第二值;

将上述第二值减去上述光伏发电电源的光伏输出功率,以得到第 三值;

基于第二预设PI控制器,对上述第三值进行积分比例运算,以 得到第四值;

将上述光伏发电电源的光伏输出电压减去上述第四值,以得到第 五值;

基于第三预设PI控制器,对上述第五值进行积分比例运算,以 得到第六值;

将上述第六值减去上述三相逆变电路的直流侧的电流,以得到第 七值;

基于第四预设PI控制器,对上述第七值进行积分比例运算,以 得到第八值;

基于上述第八值生成第一控制信号,并基于上述第一控制信号控 制上述升压变换电路中开关管的通断。

可选的,上述三相变换电路包括:三条并联的推挽支路和与每条 上述推挽支路一一对应的滤波电容,其中,每条上述推挽支路由串联 的两个开关管组成,上述各滤波电容电流分别为各上述滤波电容上的 电流;

上述基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、 各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法, 和一个以上PI控制器,控制上述三相逆变电路中开关管的通断包括:

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制上述三条并联的推挽支路中开关管的通断。

具体的,如图2所示,上述三条并联的推挽支路可以是由第二开 关管205与第三开关管206串联组成的推挽支路、第四开关管207与 第五开关管208串联组成的推挽支路和第六开关管209与第七开关管 210串联组成的推挽支路,上述与每条上述推挽支路一一对应的滤波 电容可以是第二电容211、第三电容212和第四电容213。

进一步的,上述基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频 率参考值、各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派 克反变换法,和一个以上PI控制器,控制上述三条并联的推挽支路 中开关管的通断包括:

获取上述基于上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、 各滤波电容电流;

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值和派 克变换法,对上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、各 滤波电容电流进行派克变换,以得到电压d轴分量、电压q轴分量、 电流d轴分量、电流q轴分量、滤波电容电流d轴分量和滤波电容电 流q轴分量;

基于上述电压d轴分量、上述电压q轴分量、上述电流d轴分量、 上述电流q轴分量和式(1),计算无功功率;

上述式(1)具体为:

其中,Q为上述无功功率,Uq为上述电压d轴分量,Ud为上述电 压q轴分量,Igd为上述电流d轴分量,Igq为上述电流q轴分量;

将上述无功功率减去预设无功功率参考值,以得到第九值;

如图4所示,Uref为预设并网点电压参考值,Ud为上述电压d 轴分量,Ifd为上述滤波电容电流d轴分量;

将上述预设并网点电压参考值减去预设倍数的上述第九值,以得 到第十值;

将上述第十值减去上述电压d轴分量,以得到第十一值;

基于第五预设PI控制器,对上述第十一值进行积分比例运算, 以得到第十二值;

将上述第十二值减去上述滤波电容电流d轴分量,以得到第十三 值;

基于第六预设PI控制器,对上述第十三值进行积分比例运算, 以得到第十四值;

如图4所示,Uq为上述电压q轴分量,Ifq为上述滤波电容电流 q轴分量;

将0减去上述电压q轴分量,以得到第十五值;

基于第七预设PI控制器,对上述第十五值进行积分比例运算, 以得到第十六值;

将上述第十六值减去上述滤波电容电流q轴分量,以得到第十七 值;

基于第八预设PI控制器,对上述第十七值进行积分比例运算, 以得到第十八值;

基于派克反变换法,对上述第十四值和上述第十八值进行派克反 变换,以得到第一电压值、第二电压值和第三电压值;

基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值,生成 第二控制信号,并基于上述第二控制信号控制上述三对推挽开关管

具体的,上述基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率 参考值和派克变换法,对上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各 相电流、各滤波电容电流进行派克变换,以得到电压d轴分量、电压 q轴分量、电流d轴分量、电流q轴分量、滤波电容电流d轴分量和 滤波电容电流q轴分量具体为:

基于上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、各滤波 电容电流、式(5)、式(6)、式(7)和式(8),计算电压d轴分量、 电压q轴分量、电流d轴分量、电流q轴分量、滤波电容电流d轴分 量和滤波电容电流q轴分量;

式(5)、式(6)、式(7)和式(8)具体为:

ω=ωref (5)

量,ua、ub和uc为上述三相逆变电路的交流侧的各相电压,Igd为上 述电流d轴分量,Igq为上述电流q轴分量,iga、igb和igc为上述三相 逆变电路的交流侧的各相电流,Ifd为上述滤波电容电流d轴分量,Ifq为上述滤波电容电流q轴分量,ifa、ifb和ifc为上述三相逆变电路的 交流侧的各滤波电容电流。

更进一步的,上述三对推挽开关管包括:第一对推挽开关管、第 二对推挽开关管和第三对推挽开关管,上述第一对推挽开关管包括: 第一推挽开关管和第二推挽开关管,上述第二对推挽开关管包括:第 三推挽开关管和第四推挽开关管,上述第三对推挽开关管包括:第五 推挽开关管和第六推挽开关管,上述第一推挽开关管的负极、上述第 三推挽开关管的负极和上述第五开关管的负极用于分别输出三相交 流电的各相交流电;

上述第二控制信号包括:第一PWM控制信号、第二PWM控制信号 和第三PWM控制信号;

上述基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值, 生成第二控制信号,并基于上述第二控制信号控制上述三对推挽开关 管包括:

基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值、式(2)、 式(3)和式(4),计算第十九值、第二十值和第二十一值;

上述式(2)、上述式(3)和上述式(4)分别具体为:

其中,D1为上述第十九值,D2为上述第二十值,D3为上述第二 十一值,Udc为上述三相逆变电路的直流侧的电压,为上述第一电 压值,为上述第二电压值,为上述第三电压值;

将上述第十九值、上述第二十值和上述第二十一值分别与预设载 波进行PWM调制,以生成上述第一PWM控制信号、上述第二PWM控制 信号和上述第三PWM控制信号;

基于上述第一PWM控制信号控制上述第一推挽开关管,并基于与 上述第一PWM控制信号互补的控制信号控制上述第二推挽开关管;

基于上述第二PWM控制信号控制上述第三推挽开关管,并基于与 上述第二PWM控制信号互补的控制信号控制上述第四推挽开关管;

基于上述第三PWM控制信号控制上述第五推挽开关管,并基于与 上述第三PWM控制信号互补的控制信号控制上述第六推挽开关管。

由上可见,本申请的技术方案包括基于三相逆变电路的直流侧的 电压、电流、预设电压参考值,和光伏发电电源的光伏输出功率、光 伏输出电压,以及一个以上PI控制器,控制升压变换电路中开关管 的通断;基于三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制三相逆变电路中开关管的通断。基于本申 请的技术方案,可对在三相光伏逆变电路中获取到的各项数据进行处 理,以得到多个控制信号,之后基于该多个控制信号对该三相光伏逆 变电路中的各个开关管进行控制,以达到不必使用储能设备即可维持 包含该三相光伏逆变电路的光伏系统稳定的技术效果,降低了光伏系 统的运营成本。

实施例二

本申请提供一种应用于三相光伏逆变电路的控制装置,上述三相 光伏逆变电路包括升压变换电路和三相逆变电路,上述升压变换电路 的输入端用于与光伏发电电源电性连接,如图5所示,控制装置50 包括:

第一控制单元501,用于基于上述三相逆变电路的直流侧的电压、 电流、预设电压参考值,和上述光伏发电电源的光伏输出功率、光伏 输出电压,以及一个以上PI控制器,控制上述升压变换电路中开关 管的通断;

第二控制单元502,用于基于上述三相逆变电路的交流侧的预设 交流角频率参考值、各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变 换法、派克反变换法,和一个以上PI控制器,控制上述三相逆变电 路中开关管的通断。

可选的,第一控制单元501具体用于:

获取上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流,和上述光伏发电 电源的光伏输出功率、光伏输出电压;

将上述三相逆变电路的直流侧的预设电压参考值减去上述三相 逆变电路的直流侧的电压,以得到第一值;

基于第一预设PI控制器,对上述第一值进行积分比例运算,以 得到第二值;

将上述第二值减去上述光伏发电电源的光伏输出功率,以得到第 三值;

基于第二预设PI控制器,对上述第三值进行积分比例运算,以 得到第四值;

将上述光伏发电电源的光伏输出电压减去上述第四值,以得到第 五值;

基于第三预设PI控制器,对上述第五值进行积分比例运算,以 得到第六值;

将上述第六值减去上述三相逆变电路的直流侧的电流,以得到第 七值;

基于第四预设PI控制器,对上述第七值进行积分比例运算,以 得到第八值;

基于上述第八值生成第一控制信号,并基于上述第一控制信号控 制上述升压变换电路中开关管的通断。

可选的,上述三相变换电路包括:三条并联的推挽支路和与每条 上述推挽支路一一对应的滤波电容,其中,每条上述推挽支路由串联 的两个开关管组成,上述各滤波电容电流分别为各上述滤波电容上的 电流;

第二控制单元502具体用于:

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制上述三条并联的推挽支路中开关管的通断。

进一步的,上述第二控制单元502具体用于:

获取上述基于上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、 各滤波电容电流;

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值和派 克变换法,对上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、各 滤波电容电流进行派克变换,以得到电压d轴分量、电压q轴分量、 电流d轴分量、电流q轴分量、滤波电容电流d轴分量和滤波电容电 流q轴分量;

基于上述电压d轴分量、上述电压q轴分量、上述电流d轴分量、 上述电流q轴分量和式(1),计算无功功率;

上述式(1)具体为:

其中,Q为上述无功功率,Uq为上述电压d轴分量,Ud为上述电 压q轴分量,Igd为上述电流d轴分量,Igq为上述电流q轴分量;

将上述无功功率减去预设无功功率参考值,以得到第九值;

将预设并网点电压参考值减去预设倍数的上述第九值,以得到第 十值;

将上述第十值减去上述电压d轴分量,以得到第十一值;

基于第五预设PI控制器,对上述第十一值进行积分比例运算, 以得到第十二值;

将上述第十二值减去上述滤波电容电流d轴分量,以得到第十三 值;

基于第六预设PI控制器,对上述第十三值进行积分比例运算, 以得到第十四值;

将0减去上述电压q轴分量,以得到第十五值;

基于第七预设PI控制器,对上述第十五值进行积分比例运算, 以得到第十六值;

将上述第十六值减去上述滤波电容电流q轴分量,以得到第十七 值;

基于第八预设PI控制器,对上述第十七值进行积分比例运算, 以得到第十八值;

基于派克反变换法,对上述第十四值和上述第十八值进行派克反 变换,以得到第一电压值、第二电压值和第三电压值;

基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值,生成 第二控制信号,并基于上述第二控制信号控制上述三对推挽开关管

更进一步的,上述三对推挽开关管包括:第一对推挽开关管、第 二对推挽开关管和第三对推挽开关管,上述第一对推挽开关管包括: 第一推挽开关管和第二推挽开关管,上述第二对推挽开关管包括:第 三推挽开关管和第四推挽开关管,上述第三对推挽开关管包括:第五 推挽开关管和第六推挽开关管,上述第一推挽开关管的负极、上述第 三推挽开关管的负极和上述第五开关管的负极用于分别输出三相交 流电的各相交流电;

上述第二控制信号包括:第一PWM控制信号、第二PWM控制信号 和第三PWM控制信号;

第二控制单元502具体用于:

基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值、式(2)、 式(3)和式(4),计算第十九值、第二十值和第二十一值;

上述式(2)、上述式(3)和上述式(4)分别具体为:

其中,D1为上述第十九值,D2为上述第二十值,D3为上述第二 十一值,Udc为上述三相逆变电路的直流侧的电压,为上述第一电 压值,为上述第二电压值,为上述第三电压值;

将上述第十九值、上述第二十值和上述第二十一值分别与预设载 波进行PWM调制,以生成上述第一PWM控制信号、上述第二PWM控制 信号和上述第三PWM控制信号;

基于上述第一PWM控制信号控制上述第一推挽开关管,并基于与 上述第一PWM控制信号互补的控制信号控制上述第二推挽开关管;

基于上述第二PWM控制信号控制上述第三推挽开关管,并基于与 上述第二PWM控制信号互补的控制信号控制上述第四推挽开关管;

基于上述第三PWM控制信号控制上述第五推挽开关管,并基于与 上述第三PWM控制信号互补的控制信号控制上述第六推挽开关管。

由上可见,本申请的技术方案包括基于三相逆变电路的直流侧的 电压、电流、预设电压参考值,和光伏发电电源的光伏输出功率、光 伏输出电压,以及一个以上PI控制器,控制升压变换电路中开关管 的通断;基于三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制三相逆变电路中开关管的通断。基于本申 请的技术方案,可对在三相光伏逆变电路中获取到的各项数据进行处 理,以得到多个控制信号,之后基于该多个控制信号对该三相光伏逆 变电路中的各个开关管进行控制,以达到不必使用储能设备即可维持 包含该三相光伏逆变电路的光伏系统稳定的技术效果,降低了光伏系 统的运营成本。

实施例三

本申请还提供另一种应用于三相光伏逆变电路的控制装置,上述 三相光伏逆变电路包括升压变换电路和三相逆变电路,上述升压变换 电路的输入端用于与光伏发电电源电性连接,如图6所示,本申请实 施例中的控制装置包括:存储器601、处理器602以及存储在存储器 601中并可在处理器602上运行的计算机程序,其中:存储器601用 于存储软件程序以及模块,处理器602通过运行存储在存储器601的 软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理,存储器 601和处理器602通过总线603连接。

具体的,处理器602通过运行存储在存储器601的上述计算机程 序时实现以下步骤:

基于上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流、预设电压参考值, 和上述光伏发电电源的光伏输出功率、光伏输出电压,以及一个以上 PI控制器,控制上述升压变换电路中开关管的通断;

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制上述三相逆变电路中开关管的通断。

假设上述为第一种可能的实施方式,则在基于上述第一种可能的 实施方式的第二种可能的实施方式中,上述基于上述三相逆变电路的 直流侧的电压、电流、预设电压参考值,和上述光伏发电电源的光伏 输出功率、光伏输出电压,以及一个以上PI控制器,控制上述升压 变换电路中开关管的通断包括:

获取上述三相逆变电路的直流侧的电压、电流,和上述光伏发电 电源的光伏输出功率、光伏输出电压;

将上述三相逆变电路的直流侧的预设电压参考值减去上述三相 逆变电路的直流侧的电压,以得到第一值;

基于第一预设PI控制器,对上述第一值进行积分比例运算,以 得到第二值;

将上述第二值减去上述光伏发电电源的光伏输出功率,以得到第 三值;

基于第二预设PI控制器,对上述第三值进行积分比例运算,以 得到第四值;

将上述光伏发电电源的光伏输出电压减去上述第四值,以得到第 五值;

基于第三预设PI控制器,对上述第五值进行积分比例运算,以 得到第六值;

将上述第六值减去上述三相逆变电路的直流侧的电流,以得到第 七值;

基于第四预设PI控制器,对上述第七值进行积分比例运算,以 得到第八值;

基于上述第八值生成第一控制信号,并基于上述第一控制信号控 制上述升压变换电路中开关管的通断。

在基于上述第一种或第二种可能的实施方式的第三种可能的实 施方式中,上述三相变换电路包括:三条并联的推挽支路和与每条上 述推挽支路一一对应的滤波电容,其中,每条上述推挽支路由串联的 两个开关管组成,上述各滤波电容电流分别为各上述滤波电容上的电 流;

上述基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、 各相电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法, 和一个以上PI控制器,控制上述三相逆变电路中开关管的通断包括:

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制上述三条并联的推挽支路中开关管的通断。

在基于上述第三种可能的实施方式的第四种可能的实施方式中, 上述基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制上述三条并联的推挽支路中开关管的通断 包括:

获取上述基于上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、 各滤波电容电流;

基于上述三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值和派 克变换法,对上述三相逆变电路的交流侧的各相电压、各相电流、各 滤波电容电流进行派克变换,以得到电压d轴分量、电压q轴分量、 电流d轴分量、电流q轴分量、滤波电容电流d轴分量和滤波电容电 流q轴分量;

基于上述电压d轴分量、上述电压q轴分量、上述电流d轴分量、 上述电流q轴分量和式(1),计算无功功率;

上述式(1)具体为:

其中,Q为上述无功功率,Uq为上述电压d轴分量,Ud为上述电 压q轴分量,Igd为上述电流d轴分量,Igq为上述电流q轴分量;

将上述无功功率减去预设无功功率参考值,以得到第九值;

将预设并网点电压参考值减去预设倍数的上述第九值,以得到第 十值;

将上述第十值减去上述电压d轴分量,以得到第十一值;

基于第五预设PI控制器,对上述第十一值进行积分比例运算, 以得到第十二值;

将上述第十二值减去上述滤波电容电流d轴分量,以得到第十三 值;

基于第六预设PI控制器,对上述第十三值进行积分比例运算, 以得到第十四值;

将0减去上述电压q轴分量,以得到第十五值;

基于第七预设PI控制器,对上述第十五值进行积分比例运算, 以得到第十六值;

将上述第十六值减去上述滤波电容电流q轴分量,以得到第十七 值;

基于第八预设PI控制器,对上述第十七值进行积分比例运算, 以得到第十八值;

基于派克反变换法,对上述第十四值和上述第十八值进行派克反 变换,以得到第一电压值、第二电压值和第三电压值;

基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值,生成 第二控制信号,并基于上述第二控制信号控制上述三对推挽开关管

在基于上述第四种可能的实施方式的第五种可能的实施方式中, 上述三对推挽开关管包括:第一对推挽开关管、第二对推挽开关管和 第三对推挽开关管,上述第一对推挽开关管包括:第一推挽开关管和 第二推挽开关管,上述第二对推挽开关管包括:第三推挽开关管和第 四推挽开关管,上述第三对推挽开关管包括:第五推挽开关管和第六 推挽开关管,上述第一推挽开关管的负极、上述第三推挽开关管的负 极和上述第五开关管的负极用于分别输出三相交流电的各相交流电;

上述第二控制信号包括:第一PWM控制信号、第二PWM控制信号 和第三PWM控制信号;

上述基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值, 生成第二控制信号,并基于上述第二控制信号控制上述三对推挽开关 管包括:

基于上述第一电压值、上述第二电压值、上述第三电压值、式(2)、 式(3)和式(4),计算第十九值、第二十值和第二十一值;

上述式(2)、上述式(3)和上述式(4)分别具体为:

其中,D1为上述第十九值,D22为上述第二十值,D3为上述第二 十一值,Udc为上述三相逆变电路的直流侧的电压,为上述第一电 压值,为上述第二电压值,为上述第三电压值;

将上述第十九值、上述第二十值和上述第二十一值分别与预设载 波进行PWM调制,以生成上述第一PWM控制信号、上述第二PWM控制 信号和上述第三PWM控制信号;

基于上述第一PWM控制信号控制上述第一推挽开关管,并基于与 上述第一PWM控制信号互补的控制信号控制上述第二推挽开关管;

基于上述第二PWM控制信号控制上述第三推挽开关管,并基于与 上述第二PWM控制信号互补的控制信号控制上述第四推挽开关管;

基于上述第三PWM控制信号控制上述第五推挽开关管,并基于与 上述第三PWM控制信号互补的控制信号控制上述第六推挽开关管。

由上可见,本申请的技术方案包括基于三相逆变电路的直流侧的 电压、电流、预设电压参考值,和光伏发电电源的光伏输出功率、光 伏输出电压,以及一个以上PI控制器,控制升压变换电路中开关管 的通断;基于三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制三相逆变电路中开关管的通断。基于本申 请的技术方案,可对在三相光伏逆变电路中获取到的各项数据进行处 理,以得到多个控制信号,之后基于该多个控制信号对该三相光伏逆 变电路中的各个开关管进行控制,以达到不必使用储能设备即可维持 包含该三相光伏逆变电路的光伏系统稳定的技术效果,降低了光伏系 统的运营成本。

实施例四

本申请还提供一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序, 该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。具体的, 该计算机程序包括计算机程序代码,上述计算机程序代码可以为源代 码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式中的一种,此处 不作限定;该计算机可读存储介质可以为能够携带上述计算机程序代 码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计 算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储 器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件 分发介质中的一种,此处不作限定。需要说明的是,上述计算机可读 存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求 进行适当的增减。

由上可见,本申请的技术方案包括基于三相逆变电路的直流侧的 电压、电流、预设电压参考值,和光伏发电电源的光伏输出功率、光 伏输出电压,以及一个以上PI控制器,控制升压变换电路中开关管 的通断;基于三相逆变电路的交流侧的预设交流角频率参考值、各相 电压、各相电流、各滤波电容电流、派克变换法、派克反变换法,和 一个以上PI控制器,控制三相逆变电路中开关管的通断。基于本申 请的技术方案,可对在三相光伏逆变电路中获取到的各项数据进行处 理,以得到多个控制信号,之后基于该多个控制信号对该三相光伏逆 变电路中的各个开关管进行控制,以达到不必使用储能设备即可维持 包含该三相光伏逆变电路的光伏系统稳定的技术效果,降低了光伏系 统的运营成本。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现 或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来 说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的 精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被 限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新 颖特点相一致的最宽的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁, 仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以 根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将上述 装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全 部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理 单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单 元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现, 也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具 体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。 上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中 的对应过程,在此不再赘述。

需要说明的是,上述实施例所提供的方法及其细节举例可结合至 实施例提供的装置和设备中,相互参照,不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描 述的各实例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和 电子硬件的结合来实现。这些功能究竟是以硬件还是软件方式来执行, 取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每 个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能,但是这种实现 不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端 设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/ 设备实施例仅仅是示意性的,例如,上述模块或单元的划分,仅仅为 一种逻辑功能划分,实际实现时可以由另外的划分方式,例如多个单 元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略, 或不执行。

上述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管 参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员 应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改, 或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不 使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围, 均应包含在本申请的保护范围之内。

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