一種光伏并網逆變器降額控制系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光伏發電領域，特別是一種光伏并網逆變器降額控制系統及方法。
【背景技術】
[0002] 附圖1所示為傳統并網逆變器，Boost電路對PV進行MPPT跟蹤控制，將PV功率輸送 到母線電容上。并網逆變器通過穩定母線電壓，將Boost電路輸送過來的功率回饋電網，維 持系統母線能量平衡，自動實現并網饋電。并網逆變器需要降低并網饋電功率(原因：逆變 器過溫、電網饋電調度需要降低并網功率）時，為了實現對光伏并網系統進行限額功率處 理，如現有技術中實現方式主要有兩種：
[0003] 其一，附圖2所示，調整逆變控制環對系統進行限功率，其中Boost持續輸入功率送 至母線電容上，并網逆變器突然降載，導致輸入功率〉輸出功率，能量在直流母線累積，將引 起直流母線電容過壓保護，若系統保護不及時，將引起系統故障損壞。并網逆變器需要降低 并網饋電功率(原因：逆變器過溫、電網饋電調度需要降低并網功率)時，Boost電路仍持續 將功率輸送至母線電容上，將引起母線電容過壓，引起系統故障。
[0004] 其二，附圖3所示，調整Boost控制環環對系統進行限功率，若僅僅Boost通過判斷 母線電壓過高，限制輸入功率，可以維持系統的功率平衡，但這種情況下，母線電壓將一直 處于高電壓狀態。

【發明內容】

[0005] 為了克服現有技術的不足，本發明提供一種光伏系統最大功率點跟蹤方法，該方 法不但降低系統損耗，且提高了系統的可靠性。
[0006] 為實現上述目的，本發明的技術方案是:一種光伏并網逆變器降額控制系統，所述 光伏并網逆變器包括連接光伏極板的DC/DC模塊、DC/AC模塊，還包括DC/AC控制單元，該DC/ AC控制單元包括依次連接的第一 PID控制器、第一限幅器、第一功率限制器、第二PID控制 器；
[0007] 所述第一 PID控制器的參考值接一母線電壓設定值Ubusref，所述第一 PID控制器 的反饋值接母線電壓值Ubus，所述第一 PID控制器輸出的第一電流指令值Irefl經所述第一 限幅器限幅得到第二電流指令值Iref2,所述第二電流指令值Iref2經所述第一功率限制器 得到第三電流指令值Iref 3,所述第三電流指令值Iref 3作為所述第二PID控制器的參考值， 所述DC/AC模塊輸出的電流值I inv作為第二PID控制器的反饋值；
[0008] 所述第一限幅器對第一電流指令值Irefl進行第一固定幅值限幅；
[0009] 所述第一功率限制器根據DC/AC模塊的并網功率進行限制，進而對第二電流指令 值Iref2進行動態限幅。
[0010] 在本發明一實施例中，所述第一限幅器對第一電流指令值Irefl進行第一固定幅 值限幅，所述第一固定幅值?
[0011] 在本發明一實施例中，所述第一功率限制器根據DC/AC模塊的并網功率進行限制， 進而對第二電流指令值Iref2進行動態限幅，具體為第二電流指令值Iref2根據動態幅值 進行動態限幅，PiiMt為DC/AC模塊的并網限制功率值，Ugird為DC/AC模塊的并網電壓有 ugird 效值；
[0012]
[0013]在本發明一實施例中，還包括DC/DC控制單元，該DC/DC控制單元包括依次連接的 MPPT控制器、第二限幅器、第二功率限制器、第三PID控制器；
[0014] 所述MPPT控制器根據光伏極板的輸出電壓值Upv和輸出電流值Ipv進行最大功率 跟蹤輸出第四電流指令Iref4,所述第四電流指令Iref4經所述第二限幅器限幅得到第五電 流指令值Iref 5,所述第五電流指令值Iref 5經所述第二功率限制器得到第六電流指令值 Iref6，所述第六電流指令值Iref6作為第三PID控制器的參考值，光伏極板的輸出電流值 Ipv作為第三ID控制器的反饋值；
[0015] 所述第二限幅器對第四電流指令Iref4進行固定幅值限幅；
[0016] 所述第二功率限制器根據直流母線電壓值Ubus進行限制，進而對第五電流指令值 Iref 5進行動態限幅。
[0017] 在本發明一實施例中，所述第二限幅器對第四電流指令值Iref4進行第二固定幅 值限幅，所述第二固定幅僧
[0018] 在本發明一實施例中，所述第二功率限制器根據直流母線電壓值Ubus進行限制， 進而對第五電流指令值Iref5進行動態限幅，具體為
[0019] Ul為系統滿功率運行最高直流母線電壓點;U2為直流母線電壓允許工作最高電壓 點;m(k) =m(k-l)+ Am，其中，m(k)為當前周期第五電流指令值]^6€5調整值，111(1^-1)為上一 周期第五電流指令值Ir ef 5調整值。
[0020] 本發明還提供了一種光伏并網逆變器降額控制方法，包括如下步驟，
[0021] 步驟S1、實時采集光伏極板的輸出電壓值Upv和輸出電流值Ipv、母線電壓Ubus、并 網電壓有效值Ugird、并網電流值Iinv;
[0022] 步驟S2、當光伏并網逆變器接收到降額指令，設置DC/AC模塊的并網限制功率值 Plimit;
[0023] 步驟S3、將母線電壓設定值Ubusref與母線電壓Ubus取差值經PID算法得到第一電 流指令值Irefl，并經第一限幅器進行固定幅值限定后得到第二直流指令值Iref2;
[0024] 所述第二電流指令值Iref2根據DC/AC模塊的并網功率進行限制，進而進行動態限 幅獲得第三直流指令值Iref 3,第三直流指令值Iref 3與DC/AC模塊的并網電流值Iinv取差 值經PID算法得到PffM信號，經過PffM發生器產生PffM驅動信號驅動DC/AC模塊的開關管工作。
[0025] 在本發明一實施例中，所述第一限幅器對第一電流直流指令值Irefl進行第一固 定幅值限幅，具體為，
，.所述第一固定幅值為Isetl， Isetl >0 ；
[0026] 所述第一功率限制器根據DC/AC模塊的并網功率進行限制，進而對第二電流直流 指令值Iref2進行動態限幅，具體為第二電流直流指令值Iref2根據動態幅值^進行限 幅，Pi imit為DC/AC模塊的并網限制功率值，Ugird為DC/AC模塊的并網電壓有效值；
[0027]
[0028] 在本發明一實施例中，還包括如下步驟：
[0029]所述MPPT控制器根據光伏極板的輸出電壓值Upv和輸出電流值Ipv進行最大功率 跟蹤輸出第四電流指令Iref4,所述第四電流指令Iref4經第二限幅器進行固定限幅得到第 五電流指令值Iref5;
[0030] 所述第五電流指令值Iref5經第二功率限制器根據直流母線電壓值Ubus進行限 制，進而對第五電流指令值Iref 5進行動態限幅得到第六電流指令值Iref 6,所述第六電流 指令值Iref 6與光伏極板的輸出電流值Ipv取差值經過PID算法得到PWM信號，經過PWM發生 器產生PffM驅動信號驅動DC/DC模塊的開關管工作。
[0031] 亦太勞昍一索偷仿Il由.斫襪笛一阻幅翌對笛PU由諦指厶佶TrPf4講軒笛一因宙幅 值限幅，
[0032] 動態限巾i
[0033] Ul為系統滿功率運行最高直流母線電壓點;U2為直流母線電壓允許工作最高電壓 點;m(k) =m(k-l)+ Am，其中m(k)為當前周期第五電流指令值]^6€5調整值，111(1^-1)為上一 周期第五電流指令值Ir ef 5調整值。
[0034] 相較于現有技術，本發明具有以下有益效果：
[0035] 1、避免光伏并網逆變器突然降載，母線電壓升高，引起系統的保護或者損壞問題；
[0036] 2、避免現有技術的并網逆變器進行降額限功率運行時，母線電壓持續工作于高壓 狀態，系統的電壓應力加強、損耗增大，降低系統的可靠性，本發明一種光伏并網逆變器降 額方法，降低了系統開關管的電壓應力，降低系統損耗，提高了系統的可靠性；
[0037] 3、本發明，通過引入m(k)的方式，在原有限制功率的基礎上，逐步降低Boost功率， 使得Boost的輸入功率和逆變輸出功率重新建立平衡，Bus電壓電壓降維持在正常工作電壓 點。
[0038] 4、本發明，采用的降低Boost功率的方式m(k)=m2k-l)+Am，在這種方式下，Am為 一個小量，將使得功率的變化為小量變化，輸入功率平滑變化，輸出功率也會平滑，系統降 功率前后，輸出功率平滑變化，輸出功率穩定，無階躍變化現象。
【附圖說明】
[0039]圖1為傳統光伏并網逆變器原理圖。
[0040]圖2為現有技術中光伏并網逆變器降額原理圖。
[0041 ]圖3為現有技術中光伏并網逆變器降額原理圖。
[0042]圖4本發明的并網逆變器降額原理圖之一。
[0043]圖5本發明的并網逆變器降額原理圖之二。
【具體實施方式】
[0044] 下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。
[0045] 實施例1:
[0046] -種光伏并網逆變器降額控制系統，所述光伏并網逆變器包括連接光伏極板的 DC/DC模塊、DC/AC模塊，包括DC/AC控制單元，DC/AC控制單元包括依次連接的第一 PID控制 器、第一限幅器、第一功率限制器、第二PID控制器，
[0047] 所述第一 PID控制器的參考值接一母線電壓設定值Ubusref，所述第一 PID控制器 的反饋值接至母線電壓Ubus，所述第一 PID控制器輸出的第一電流指令值Irefl經第一限幅 器限幅得到第二電流指令值Iref2,所述第二電流指令值Iref2經第一功率限制器得到第三 電流指令值Iref3,所述第三電流指令值Iref3作為第二PID控制器的參考值，DC/AC模塊輸 出的電流值Iinv作為第二PID控制器的反饋值，
[0048] 所述第一限幅器對第一電流指令值Irefl進行第一固定幅值限幅；
[0049] 所述第一功率限制器根據DC/AC模塊的并網功率進行限制，進而對第二電流指令 值Iref2進行動態限幅。
[0050] 還包括DC/DC控制單元，DC/DC控制單元包括依次連接的MPPT控制器、第二限幅器、 第二功率限制器、第三PID控制器，
[0051 ]所述MPPT控制器根據光伏極板的輸出電壓值Upv和輸出電流值Ipv進行最大功率 跟蹤輸出第四電流指令Iref4,所述第四電流指令Iref4經第二限幅器限幅得到第五電流指 令值Iref 5,所述第五電流指令值Iref 5經第二功率限制器得到第六電流指令值Iref 6,所述 第六電流指令值Iref6作為第三PID控制器的參考值，光伏極板的輸出電流值Ipv作為第三 ID控制器的反饋值，
[0052]所述第二限幅器對第四電流指令Iref4進行固定幅值限幅；
[0053]所述第二功率限制器根據直流母線電壓值Ubus進行限制，進而對第五電流指令值 Iref 5進行動態限幅