具有无功补偿功能的光伏逆变器电路

摘要

本发明公开了一种具有无功补偿功能的光伏逆变器电路，其特征是：光伏电池经过一个二极管和稳压电容并联，然后经过三相全控桥式电路，再经过一个滤波电感接入光伏系统。本发明可以实现在光伏并网发电的同时，实现对电网无功补偿，并且也可以实现当光伏并网侧电压低于并网点电压时，通过逆变器对电网补偿一定的无功电流，实现了装置的多功能使用，不但改善了电网的电能质量，又提高了整个系统的利用率，同时也避免了光伏发电装置并网运行的反复启停，实现了平滑过渡。

主权项

一种具有无功补偿功能的光伏逆变器电路，其特征是：光伏电池经过一个二极管和稳压电容并联，然后经过三相全控桥式电路，再经过一个滤波电感接入光伏系统；光伏逆变器输出侧接电压检测装置、输出侧电流检测装置，电压检测装置与第一abc dq坐标转换器连接，第一abc dq坐标转换器输出逆变器输出侧的电压Vd、Vq；输出侧电流检测装置与第二abc dq坐标转换器连接；另有逆变器负荷侧电流检测器与第三abc dq坐标转换器连接；所述电压检测装置与PLL锁相环连接，PLL锁相环与第一、第二、第三abc dq坐标转换器连接，第二abc dq坐标转换器输出的电流id、iq分别输入S‑Fuuction模块、第一比较器，第三abc dq坐标转换器输出的系统需要补偿的无功电流IQ输入S‑Fuuction模块，S‑Fuuction模块与第一比较器连接，第一比较器与第一PI控制器连接，第一PI控制器与第一计算器连接，第一计算器与第二计算器连接，第二计算器与SPWM调制装置连接，SPWM调制装置与三相全控桥式电路连接；所述光伏电池的正极及所述二极管的负极与MPTT控制器连接，MPTT控制器与第二比较器连接，所述稳压电容的负极与第二比较器连接，第二比较器与第二PI控制器连接，第二PI控制器与第三比较器连接，第三比较器与第三PI控制器连接，第三PI控制器与第四比较器连接，第四比较器与第一计算器连接，第三比较器与第二abc dq坐标转换器连接，接受来自第二abc dq坐标转换器的输出电流id；当系统工作在MPPT模式下时，其控制策略是，通过光伏最大功率跟踪得到的直流侧电压的指令值Vdc*，这个指令值和实际检测得到的直流侧电压Vdc做比较得到的差值，经过一个PI环节作为有功电流的指令值 id*，这个指令值和实际检测得到的逆变器输出侧电流id做比较得到的差值，经过一个PI环节作为调制电压的指令值 ed*；当光伏系统能够补偿的无功电流Iq小于系统侧需要补偿的无功电流IQ时，无功电流的指令值iq*=Iq，当光伏系统能够补偿的无功电流Iq大于系统侧需要补偿的无功电流IQ时，无功电流的指令值iq*=IQ。然后把这个指令值iq*和实际检测得到的光伏逆变器输出侧电流iq做比较得到的差值，经过一个PI环节作为调制电压的指令值 eq*。把得到的 ed*和 eq*经过运算得到调制指数MI和调制角度α，然后根据调制指数和调制角度以及锁相环得到的θ，得到三相调制电压earef、ebref、ecref。然后再把这三个调制电压值和三角载波作比较得到开关信号。把得到的开关信号经过驱动电路来控制光伏逆变器。通过这样的控制策略，光伏系统就可以实现最大向系统输送有功的同时，对系统进行无功补偿；当系统工作在纯无功模式下时，其控制策略是，把一个固定值作为直流侧电压的指令值Vdc*，这个指令值和实际检测得到的直流侧电压Vdc做比较得到的差值，经过一个PI环节作为有功电流的指令值 id*，这个指令值和检测得到的逆变器输出侧电流id做比较得到的差值，经过一个PI环节作为调制电压的指令值 ed*；当光伏系统能够补偿的无功电流Iq小于系统侧需要补偿的无功电流IQ时，无功电流的指令值iq*=Iq，当光伏系统能够补偿的无功电流Iq大于系统侧需要补偿的无功电流IQ时，无功电流的指令值iq*=IQ。然后把这个指令值iq*和实际检测得到的光伏逆变器输出侧电流iq做比较得到的差值，经过一个PI环节作为调制电压的指令值 eq*。把得到的 ed*和 eq*经过运算得到调制指数MI和调制角度α，然后根据调制指数和调制角度以及锁相环得到的θ，得到三相调制电压earef、ebref、ecref。然后再把这三个调制电压值和三角载波作比较得到开关信号。把得到的开关信号经过驱动电路来控制光伏逆变器。通过这样的控制策略，光伏系统就可以实现对系统进行无功补偿。