一种快速稳定实现最大功率跟踪的光伏三相并网控制方法

摘要

一种快速稳定实现最大功率跟踪的光伏三相并网控制方法属于光伏发电控制技术领域，根据光伏阵列当前时刻k与前一时刻的功率差ΔP及电压差ΔV来判断ΔP/ΔV之值，计算出光伏阵列发出最大功率时的I_ref(k)，再用I_ref(k)来调节与电网电压矢量同步旋转坐标系下的u_q^*，以及利用I_dref(k)来调节与电网电压矢量同步旋转坐标系下的u_d^*，根据三相电网电压矢量放转角度θ，可得到6路空间矢量SVPWM脉冲序列，去控制逆变器以便在保证光伏阵列实现最大功率输出跟踪的前提下使光伏逆变器输出电流与市电电压相位相同，功率因数为1，也可根据本地负载要求调节I_dref(k)，从而对功率因数进行调节，并网电流谐波畸变率低。

主权项

1、一种快速稳定实现最大功率点跟踪的光伏三相并网控制方法，其特征在于，该方法是在数字信号处理器DSP中依以下步骤实现的：步骤(1)，DSP采集市电电网的a、b两相电压并按公式u_α＝u_a，$u_{\beta }=(2u_b+u_a)/\sqrt{3}$进行克拉克Clark变换，求出电网电压矢量旋转角度θ；步骤(2)，DSP采集逆变器输出端A、B两相的电流信号，按步骤(1)的方法进行克拉克Clark变换得到i_α，i_β，再利用步骤(1)得到的电网电压矢量旋转角度θ，按公式i_d＝i_αcosθ+i_βsinθ，i_q＝-i_αsinθ+i_βcosθ进行Park变换，得到同步旋转坐标系下的直流电流成份i_d，i_q；步骤(3)，在实施步骤(1)和步骤(2)的同时，采集光伏阵列直流输出电压、电流信号，并根据电压、电流信号求得当前时刻k的光伏阵列的输出功率，计算当前时刻k的光伏阵列输出功率与前一采样时刻输出功率之差ΔP，再计算当前时刻k的光伏阵列输出电压与前一采样时刻电压的差值ΔV，计算ΔP/ΔV值；步骤(4)，根据步骤(3)得到的不同ΔP/ΔV值，置识别方向标志Sign的值：若，ΔP/ΔV>0，则识别方向标志Sign置—1，若，ΔP/ΔV<0，则识别方向标志Sign置1，若，ΔP/ΔV＝0，则识别方向标志Sign置0；步骤(5)，根据步骤(4)得到的Sign的值，按下式计算当前时刻k的光伏阵列输出电流的参考电流I_ref(k)，其中，I_qref(k)为I_ref(k)的q轴分量，I_dref(k)为I_ref(k)的d轴分量：I_ref(k)＝I_ref(k-1)+α×Signα为设定的步长值，取值范围为10^-3至10^-5之间；步骤(6)，按以下步骤利用步骤(2)得到的直流电流成份i_q调节q轴参考电压步骤(6.1)，计算Δi_q＝I_qref(k)-i_q；步骤(6.2)，把步骤(6.1)得到的Δi_q输入到第一个PI调节器，比例参数P范围在0.01至0.3之间，积分参数在0.0001至0.016之间，得到同步旋转坐标系下q轴参考电压步骤(7)，I_dref(k)可以用来调节光伏逆变器输出功率因数，当I_dref(k)设置为0时，光伏逆变器输出电流与电网电压同相位，按以下步骤利用步骤(2)得到的直流电流成份i_d调节d轴参考电压步骤(7.1)，计算Δi_d＝I_dref(k)-i_d；步骤(7.2)，把步骤(7.1)得到的Δi_d输入到第二个PI调节器，比例参数P范围在0.01至0.3之间，积分参数在0.0001至0.016之间，得到同步旋转坐标系下d轴参考电压步骤(8)，利用步骤(1)得到的电网电压矢量旋转角度θ、将步骤(6)得到的和步骤(7)得到的进行Park逆变换，其公式为$u_{\alpha }^{*}=u_d^{*}\cos \theta -u_q^{*}\sin \theta ,$$u_{\beta }^{*}=u_d^{*}\sin \theta +u_q^{*}\cos \theta ,$得到二相静止坐标系下的步骤(9)，利用步骤(8)得到的采用空间矢量SVPWM算法，经DSP处理形成6路PWM脉冲，通过接口电路驱动逆变器三个桥臂相应的电力电子开关器件，从而把光伏阵列发出的最大功率转换为交流输送到市电电网中。