一種逆變器的電流平衡控制方法及逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種逆變器控制方法，具體地涉及一種逆變器的電流平衡控制方法及逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著并網(wǎng)逆變器技術(shù)的發(fā)展，由眾多分布式并網(wǎng)發(fā)電單元構(gòu)成或參與的小型微電網(wǎng)將成為一種可供選擇的供電技術(shù)。但是因為電網(wǎng)容量及傳輸線阻抗的限制，其電網(wǎng)電壓可能出現(xiàn)三相不平衡的狀態(tài)。電壓不平衡問題主要由于單相或非線性負載的不平衡分布所引起。因為不平衡狀態(tài)下的零序電壓成份不存在于三相三線系統(tǒng)中，而在三相四線系統(tǒng)亦可通過變壓器中點不接地來消除零序電壓成份的影響。所以，三相不平衡電壓中的負序電壓成份相對而言影響較大，會在用電負載中引起工作問題。一旦產(chǎn)生較大幅度的負序電壓成份，電網(wǎng)將會對電機負載，電力電子變換器等用電系統(tǒng)造成影響，例如損耗加大、工作異常甚至停止運行。雖然一些并網(wǎng)用電系統(tǒng)通過從自身裝置的控制改進出發(fā)以加強對電網(wǎng)電壓不平衡的應(yīng)對能力，但是很少有系統(tǒng)主動對電網(wǎng)電壓不平衡進行補償。近些年來，基于電力電子變換器的并網(wǎng)逆變器在小型電網(wǎng)中將起到一個較為重要的角色，不僅提供當?shù)赜秒娯撦d所需的電能，同時也參與對電能質(zhì)量的改善。一種基于并網(wǎng)逆變器對網(wǎng)內(nèi)電流諧波成份進行分布式補償?shù)姆椒ū患尤氲讲⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的整體控制當中，但是沒有考慮對負序電壓的補償。在電力系統(tǒng)中，電子變流裝置運行時電壓/電流不平衡是難免的。特別是在風電、光伏等變流器運行時，三相電壓/電流低電壓不平衡更是較為常見。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路的損耗。電流不平衡度越大，線損增量也越大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和問題，由于光伏逆變器本身三相之間的電路阻抗，和光伏逆變器到網(wǎng)側(cè)傳輸線路的電路阻抗不相同，進而導(dǎo)致光伏逆變器三相電流穩(wěn)態(tài)下不均衡，提出一種通過在光伏逆變器的控制軟件內(nèi)部增設(shè)不平衡控制環(huán)路，來抑制網(wǎng)側(cè)AC的電流不平衡控制方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:通過測量光伏逆變器的輸出電流的有效值的平均值與網(wǎng)側(cè)電流有效值的差來估算在環(huán)路中需要補償?shù)呢撔蚍至縟，q，然后把所述負序分量添加到控制環(huán)路里面，對電流的不平衡度進行調(diào)節(jié)。實現(xiàn)對電流不平衡控制。
[0005]本發(fā)明實施例提供一種逆變器的電流不平衡控制方法:其特征在于:所述方法包括:
步驟1:采樣并分別計算逆變器的三相V、U、W的輸出電流有效值Iv_rms、Iu_rms和Iw_rms并計算得到所述逆變器輸出電流有效值的平均值I_rms_avg;
步驟2:分別計算所述逆變器V、U、W相的輸出電流有效值與所述平均值的差值Iv_delta、Iu_delta和 Iw_delta:Iv—delta = Iv_rms -1_rms_avg;
Iu—delta = Iu_rms -1_rms_avg;
Iw—delta = Iw_rms -1_rms_avg;
步驟3:依據(jù)步驟2獲得的所述差值，分別計算U、V、W相所需的補償量Iu_comp、Iv_comp、_Iw_comp并進而計算補償量負序d，q的值Vdn_comp和Vqn_comp，根據(jù)Vdn_comp和Vqn_comp對逆變器的電流進行平衡。
[0006]優(yōu)選的，所述步驟3中根據(jù)dn_comp和Vqn_comp對逆變器的電流進行平衡包括: 通過park逆變換把負序補償量Vdn_comp和Vqn_comp分別變換為正序Alfa和Beta
補償量vsan和vsbn ；
將正、負序補償量相加并將其和通過park逆變換轉(zhuǎn)化為DQ分量，DQ分量計算得出一個代表三相控制信息的旋轉(zhuǎn)矢量；
旋轉(zhuǎn)矢量經(jīng)SVPffM變換得出三相PffM控制指令，從而控制IGBT硬件電路。
[0007]優(yōu)選的，平均值I_rms_avg 為(Iv_rms+ Iu_rms+ Iw_rms)/3。
[0008]優(yōu)選的，當某一相的所述差值小于設(shè)定的第一閾值時，該相當次的補償值為該相上次的補償值加k ;當某一相的所述差值大于設(shè)定的第二閾值時，該相當次的補償值為該相上次的補償值減k ;當某一相的所述差值在第一閾值和第二閾值之間時，該相當次的補償值與該相上次的補償值相同；k為大于O的常數(shù)。
[0009]優(yōu)選的，第一閾值和第二閾值相同，為7A。
[0010]優(yōu)選的，上述補償量d，q的值，Vdn_comp, Vqn_comp;
通過
Vdn_comp = Iu_comp + Iv_comp* (-0.5) + _Iw_comp*(-0.5);
Vqn_comp = Iv_comp*(_0.866) + Iw_comp*(0.866);
獲得。
[0011]進一步的，Iu_comp，Iv_comp，Iw_comp為 U, V，W 每一相的補償值。
[0012]本發(fā)明實施例提出一種將上述獲得的補償量，添加到控制環(huán)路里面，對電流的不平衡度進行調(diào)節(jié)的光伏逆變器。該逆變器包括IGBT電路、不平衡補償器以及控制器；
所述不平衡補償器用于采樣并分別計算逆變器網(wǎng)側(cè)的三相V、U、W的輸出電流有效值Iv_rms、Iu_rms和Iw_rms并計算得到所述逆變器輸出電流有效值的平均值I_rms_avg，分別計算所述逆變器V、U、W相的輸出電流有效值與所述平均值的差值IV_delta、Iu_delta和Iw_delta ；
依據(jù)所述差值，分別計算U、V、W相所需的補償量Iu_comp、Iv_comp、_Iw_comp并進而計算補償量d，q的值Vdn_comp和Vqn_com ；
其中:Iv_delta = Iv_rms -1_rms_avg;
Iu_delta = Iu_rms -1_rms_avg;
Iw_delta = Iw_rms -1_rms_avg ；
所述控制器用于根據(jù)Vdn_comp和Vqn_comp對逆變器的電流進行平衡。
[0013]優(yōu)選的，所述控制器用于通過park逆變換把負序補償量Vdn_comp和Vqn_comp分別變換為正序Alfa和Beta補償量vsan和vsbn ;將正、負序補償量相加并將其和通過park逆變換轉(zhuǎn)化為DQ分量，DQ分量計算得出一個代表三相控制信息的旋轉(zhuǎn)矢量并將旋轉(zhuǎn)矢量經(jīng)SVPffM變換得出三相PffM控制指令，從而控制IGBT硬件電路。
[0014]優(yōu)選的，所述不平衡補償器用于當某一相的所述差值小于設(shè)定的第一閾值時，將該相當次的補償值為該相上次的補償值加k ;當某一相的所述差值大于設(shè)定的第二閾值時，將該相當次的補償值為該相上次的補償值減k ;當某一相的所述差值在第一閾值和第二閾值之間時，將該相當次的補償值與該相上次的補償值相同；k為大于O的常數(shù)。
[0015]優(yōu)選的，所述不平衡補償器用于通過下列公式獲取補償量d，q的值Vdn_comp，和 Vqn_comp;
Vdn_comp = Iu_comp + Iv_comp*(-0.5) + _Iw_comp*(-0.5);
Vqn_comp = Iv_comp*(_0.866) + Iw_comp*(0.866)。
[0016]上述逆變器為三相逆變器。
[0017]有益效果
通過測量光伏逆變器的輸出電流的有效值的平均值與網(wǎng)側(cè)電流有效值的差來估算在環(huán)路中需要補償?shù)呢撔蚍至縟，q，然后把所述負序分量添加到控制環(huán)路里面，對電流的不平衡度進行調(diào)節(jié)。實現(xiàn)對電流不平衡控制。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例的電流的矢量圖，
圖2為本發(fā)明實施例的光伏逆變器的控制結(jié)構(gòu)簡化框圖，
圖3為本發(fā)明實施例的負序補償算法的流程圖，
圖4為本發(fā)明實施例的光伏逆變器的控制環(huán)路示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例的附圖，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行清查、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]如圖1所示，為電流的矢量圖，以U相為例，我們假設(shè)電流三相的角度為標準的120度，U相的有效值比其他兩相大I_delta_U A，如圖1示。
[0021]這時，我們通過向量旋轉(zhuǎn)法來求這種情況下的電流負序分量，會得出負序向量在圖1中的dq軸表示為(0，l/3*I_delta_U)。
[0022]同理，假如V相比其他兩相大I_delta_V A的情況，算出來的負序電流分量為 ((-/2) *I_delta_V， (-1/2)* I_delta_V )
同理，假如W