CN104362675A - 光伏并网逆变器控制方法、装置及逆变器*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力电子技术和非线性控制应用领域，公开了一种光伏并网逆变器控制方法、装置及逆变器***，通过获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c，获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm，根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制。减小在电网不平衡时光伏并网逆变器并入电网的交流电流谐波，并实现了电流的动态解耦，提高了逆变器的稳态和动态性能。

Description

光伏并网逆变器控制方法、装置及逆变器***

技术领域

本发明涉及电力电子技术和非线性控制应用领域，尤其涉及一种光伏并网逆变器控制方法、装置及逆变器***。

背景技术

随着太阳能应用技术的发展，光伏发电***的主流发展趋势无疑将是并网光伏发电。而作为光伏并网发电***关键装置之一的并网逆变器，其运行性能则直接影响光伏并网发电***的安全、可靠和高效率运行。一般来说，对于户用型中、小功率光伏并网发电***，其并网逆变器主电路常采用单相拓扑结构，以适配单相电网；而对于集中型大功率光伏并网发电***，其并网逆变器主电路常采用三相拓扑结构，以适配三相电网。对于三相运行环境，其三相电网的不平衡是难免的，而常规的三相并网逆变器控制***设计，一般均忽略三相电网的不平衡，即令三相电网是不平衡的。然而，依据三相平衡电网条件所设计的三相并网逆变器，一旦三相电网不平衡，则由于产生非特征谐波，从而使并网逆变器网侧电流产生畸变，这将导致并网逆变器运行性能下降、损耗增大，严重时可使并网逆变器发生故障，甚至烧毁其中的功率模块。因此，研究三相电网不平衡条件下的并网逆变器控制策略，对于三相运行环境下的集中型大功率光伏并网发电***的安全、可靠和高效率运行，无疑有着重要的现实意义。

发明内容

本发明提供一种光伏并网逆变器控制方法、装置及逆变器***，解决现有无线充电电磁频率固定，使得单一充电设备仅仅可以对同一类型的设备进行充电的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种光伏并网逆变器控制方法，包括：

获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c；

获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；

根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制，其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数S_a、S_b、S_c。

一种光伏并网逆变器控制装置，包括：

第一获取模块，用于获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c；

第二获取模块，用于获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；

控制模块，用于根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制，其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数S_a、S_b、S_c。

一种光伏并网逆变器***，包括光伏阵列、逆变器和逆变控制器，其中，所述逆变控制器，用于获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c；获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制，其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数S_a、S_b、S_c。

通过本发明提供的一种光伏并网逆变器控制方法、装置及逆变器***，通过获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c，获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm，根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制。减小在电网不平衡时光伏并网逆变器并入电网的交流电流谐波，并实现了电流的动态解耦，提高了逆变器的稳态和动态性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光伏并网逆变器控制方法的应用场景图；

图2为本发明实施例提供的L型滤波器三相光伏并网逆变器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种光伏并网逆变器控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的逆变控制器的建立流程图；

图5为本发明实施例提供的电网电压不平衡补偿原理示意图；

图6为本发明实施例提供的一种光伏并网逆变器控制装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种光伏并网逆变器结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种光伏并网逆变器***结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例中提供了一种光伏并网逆变器控制方法的应用场景图，如图1所示，光伏阵列110通过逆变器120转换为交流电并入电网130，逆变器120通过逆变控制器130进行控制，实际应用中，逆变器120与逆变控制器130可以合为一体化设备，也可以是单独设备。对于逆变器120的结构以L型滤波器三相光伏并网逆变器举例说明，如图2所示，为L型滤波器三相光伏并网逆变器的结构示意图，该三相光伏并网逆变器在三相abc坐标系下的数学模型，可公式(1)表示。

$\left\{\begin{array}{c}3L\frac{{\mathrm{di}}_a}{\mathrm{dt}}=(S_{\mathrm{ab}}-S_{\mathrm{ca}})U_{\mathrm{dcm}}-{3\mathrm{Ri}}_a-(u_{\mathrm{ea}}-u_{\mathrm{ec}})\\ 3L\frac{{\mathrm{di}}_b}{\mathrm{dt}}=(S_{\mathrm{bc}}-S_{\mathrm{ab}})U_{\mathrm{dcm}}-{3\mathrm{Ri}}_b-(u_{\mathrm{eb}}-u_{\mathrm{ea}})\\ 3L\frac{{\mathrm{di}}_c}{\mathrm{dt}}=(S_{\mathrm{ca}}-S_{\mathrm{bc}})U_{\mathrm{dcm}}-{3\mathrm{Ri}}_c-(u_{\mathrm{ec}}-u_{\mathrm{eb}})\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，Sa、Sb、Sc为开关函数，当上桥臂导通时S_k(k＝a,b,c)＝1，当下桥臂导通时S_k(k＝a,b,c)＝0，S_ab、S_bc、S_ca为线开关函数，S_ab＝S_a-S_b、S_bc＝S_b-S_c、S_ca＝S_c-S_a，当上桥臂导通时S_k(k＝a,b,c)＝1，当下桥臂导通时S_k(k＝a,b,c)＝0；u_eab、u_ebc、u_eca为电网线电压；U_dcm为光伏阵列最大功率点电压。

基于图1所示的应用场景，以逆变控制器130为例，介绍本发明实施例中提供的一种光伏并网逆变器控制方法，如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤301、获取逆变器交流侧的三相线电压和三相电流；

其中，可以利用电压传感器获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca，利用电流传感器获取三相电流i_a、i_b、i_c；

步骤302、获取逆变器直流侧最大功率点电压和最大功率点电流；

其中，可以通过光伏***的最大功率点跟踪MPPT获得最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm。

步骤303、根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制。

其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数S_a、S_b、S_c。

本发明实施例提供了一种光伏并网逆变器控制方法，通过本发明提供的一种光伏并网逆变器控制方法、装置及逆变器***，通过获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c，获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm，根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制。减小在电网不平衡时光伏并网逆变器并入电网的交流电流谐波，并实现了电流的动态解耦，提高了逆变器的稳态和动态性能。

本发明实施例的步骤301之前，需要预先建立逆变控制器，下面对逆变控制器的建立过程，进行详细介绍，如图4所示为逆变控制器的建立流程图，包括如下步骤：

步骤401、对所述逆变器交流侧的三相线电流i_a、i_b、i_c进行Park变换，以获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电流i_d、i_q；

其中，根据矩阵公式(2)，对i_a、i_b、i_c进行Park变换，以获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电流i_d、i_q，

步骤402、对所述逆变器在三相静止坐标系下的线开关函数S_ab、S_bc、S_ca进行Park变换，以获得两相同步旋转坐标系下的开关函数S_ld、S_lq；

其中，根据矩阵公式(3)，对开关函数Sab、Sbc、Sca进行Park变换，以获得两相同步旋转坐标系下的开关函数S_ld、S_lq。

步骤403、对所述逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca进行变换，以获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电压u_led、u_leq；

其中，根据矩阵公式(3)，对u_eab、u_ebc、u_eca进行Park变换，以获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电压u_led、u_leq。

其中，步骤401-403之间没有先后顺序。

步骤404、将i_d、i_q、u_led、u_leq、S_ld、S_lq代入所述逆变器在三相静止坐标系下的数学模型，以获得所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型；

其中，将i_d、i_q、u_led、u_leq、S_ld、S_lq代入公式(1)中，获得所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型 $\left\{\begin{array}{c}L\frac{{\mathrm{di}}_d}{\mathrm{dt}}=\frac{\sqrt{3}}{3}{S}_d{u}_{\mathrm{dcm}}-{\mathrm{Ri}}_d+{\mathrm{\ωLi}}_q-\frac{\sqrt{3}}{3}{u}_{\mathrm{led}}\\ L\frac{{\mathrm{di}}_q}{\mathrm{dt}}=\frac{\sqrt{3}}{3}{S}_q{u}_{\mathrm{dcm}}-{\mathrm{Ri}}_q-{\mathrm{\ωLi}}_d-\frac{\sqrt{3}}{3}{u_{\mathrm{leq}}}_{}\end{array}\right.$ (4)，公式(4)中，i_d、i_q为交流电流在d、q轴上的分量；S_ld、S_lq为线开关函数在d、q轴上的分量；u_led、u_leq为电网线电压在d、q轴上的分量。

步骤405、根据EL方程模型和所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型建立所述逆变控制器。

其中，步骤405为了得到基于EL方程(Euler-Lagrange，欧拉-拉格朗日方程)的逆变器无源控制策略，需要根据EL方程模型和所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型建立逆变控制器，具体包括如下步骤：

步骤405-1、将所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型变换为EL方程模型；

其中，将公式(4)变换成EL模型(5)，公式(5)中表示x对时间的导数， $x=\left(\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right)=\begin{array}{}\end{array}\begin{array}{}\end{array}\left(\begin{array}{c}{i}_d\\ i_q\end{array}\right),M=\left(\begin{array}{cc}L& 0\\ 0& L\end{array}\right),J=\left(\begin{array}{cc}0& -\mathrm{\ωL}\\ \mathrm{\ωL}& 0\end{array}\right),R=\left(\begin{array}{cc}R& 0\\ 0& R\end{array}\right),$ $u=\left(\begin{array}{c}\frac{\sqrt{3}}{3}{S}_{\mathrm{ld}}{U}_{\mathrm{dc}}-\frac{\sqrt{3}}{3}{u}_{\mathrm{led}}\\ \frac{\sqrt{3}}{3}{S}_{\mathrm{lq}}{U}_{\mathrm{dc}}-\frac{\sqrt{3}}{3}{u}_{\mathrm{leq}}\end{array}\right).$

步骤405-2、向EL方程模型中注入阻尼，以获取所述逆变控制器的控制律；

其中，设光伏并网逆变器期望电流矢量为x_r，误差电流矢量x_e＝x_r-x。公式(5)变为 $M{\stackrel{\·}{x}}_e+{\mathrm{Jx}}_e+{\mathrm{Rx}}_e=-u+M{\stackrel{\·}{x}}_r+{\mathrm{Jx}}_r+{\mathrm{Rx}}_r$ 公式(6)，误差能量函数为基于EL方程的无源控制器具有良好的稳态性能，但收敛速度较慢，为加快***收敛速度，在控制器中注入阻尼，使误差能量函数快速变为零，采用阻尼注入R_dx_e＝(R+R_a)x_e，R_a为阻尼注入矩阵， $R_a=\left(\begin{array}{cc}{R}_{a1}& 0\\ 0& R_{a2}\end{array}\right),$ R_a1、R_a2为注入的阻尼，当引入阻尼注入矩阵时，公式(6)变为 $M{\stackrel{\·}{x}}_e=-u+M{\stackrel{\·}{x}}_r+\mathrm{Jx}+{\mathrm{Rx}}_r+R_a{x}_e-R_d{x}_e,$ 对能量误差函数取导 ${\stackrel{\·}{H}}_e\left(x\right)=x_e^{T}M{\stackrel{\·}{x}}_e,$ ${\stackrel{\·}{H}}_e\left(x\right)=x_e^T(-u+M{\stackrel{\·}{x}}_r+\mathrm{Jx}+{\mathrm{Rx}}_r+R_a{x}_e-R_d{x}_e),$ 令控制器的控制率为公式(7)，则能量误差函数对时间的导数使得H_e(x)→0，x→x_r，在公式(7)作用下，光伏并网逆变器可实现控制目标，调节R_a就可调节H_e(x)的收敛到0的速度。由公式(7)可得实现控制目标的线开关函数 $S_{\mathrm{ld}}=(3L{\stackrel{\·}{i}}_{\mathrm{dr}}-{3\mathrm{\ωLi}}_q+{3\mathrm{Ri}}_{\mathrm{dr}}+{3R}_{a1}(i_{\mathrm{dr}}-i_d)+\sqrt{3}{u}_{\mathrm{led}})/\sqrt{3}{U}_{\mathrm{dcm}},$ $S_{\mathrm{lq}}=(3L{\stackrel{\·}{i}}_{\mathrm{qr}}+{3\mathrm{\ωLi}}_d+{3\mathrm{Ri}}_{\mathrm{qr}}+{3R}_{a2}(i_{\mathrm{qr}}-i_q)+\sqrt{3}{u}_{\mathrm{leq}})/\sqrt{3}{U}_{\mathrm{dcm}}$ 公式(8)，R_a1、R_a2为注入的阻尼，i_dr、i_qr为i_d、i_q的期望值。对于电网不平衡时，要求光伏并网逆变器输出与电网电压同步的三相平衡正弦交流电流，要求i_dr为一个非零的恒定值，i_qr为零。若忽略开关损失，按正常平衡电网额度电压考虑，根据交直流侧功率平衡可得

$i_{\mathrm{dr}}=I_m=-\frac{U_m}{2R}+\sqrt{{\left(\frac{U_m}{2R}\right)}^2+\frac{{2U}_{\mathrm{dcm}}{i}_{\mathrm{dcm}}}{3R}}---\left(9\right)$

式中，i_dcm为光伏阵列最大功率点电流，Um为直流侧电压。

为了验证对电流的动态解耦，将该线开关函数代入公式(4)，可得 $\left\{\begin{array}{c}\frac{L}{R+R_{a1}}\frac{d(i_{\mathrm{dr}}-i_d)}{\mathrm{dt}}+(i_{\mathrm{dr}}-i_d)=0\\ \frac{L}{R+R_{a2}}\frac{d(i_{\mathrm{qr}}-i_q)}{\mathrm{dt}}+(i_{\mathrm{qr}}-i_q)=0\end{array}\right.,$ 可见本发明实施例中的逆变控制器不但可实现控制目标，还可实现电流动态解耦，只要把R_a1、R_a2调到合适的值，可提高光伏并网逆变器的稳态和动态性能。

步骤405-3、根据所述逆变控制器的控制律，建立逆变控制器。

其中，所述逆变控制器的输出为开关函数S_a、S_b、S_c， $\left\{\begin{array}{c}{S}_a=\frac{1}{3}(S_{\mathrm{ab}}-S_{\mathrm{ca}}+\mathrm{\ΔS})\\ S_b=\frac{1}{3}(S_{\mathrm{bc}}-S_{\mathrm{ab}}+\mathrm{\ΔS})\\ S_c=\frac{1}{3}(S_{\mathrm{ca}}-S_{\mathrm{bc}}+\mathrm{\ΔS})\end{array}\right.$ 公式(10)，ΔS＝S_a+S_b+S_c，其中，先通过S_ld和S_lq进行dq0到abc的反变换，获得三相静止坐标系下的线开关函数S_ab、S_bc、S_ca，S_ab＝S_ldsin(ωt+30°)+S_lqcos(ωt+30°)，S_bc＝S_ldsin(ωt-90°)+S_lqcos(ωt-90°)，S_ca＝S_ldsin(ωt+150°)+S_lqcos(ωt+150°)，S_ab由S_ld和S_lq进行dq0到abc的反变换而得，将公式(10)代入到公式(1)中， $\left\{\begin{array}{c}3L\frac{{\mathrm{di}}_a}{\mathrm{dt}}={3S}_a{U}_{\mathrm{dcm}}-{3\mathrm{Ri}}_a-{3u}_{\mathrm{ea}}-{\mathrm{\ΔSU}}_{\mathrm{dcm}}+\mathrm{\Δu}\\ 3L\frac{{\mathrm{di}}_b}{\mathrm{dt}}={3S}_b{U}_{\mathrm{dcm}}-{3\mathrm{Ri}}_b-{3u}_{\mathrm{eb}}-{\mathrm{\ΔSU}}_{\mathrm{dcm}}+\mathrm{\Δu}\\ 3L\frac{{\mathrm{di}}_c}{\mathrm{dt}}={3S}_c{U}_{\mathrm{dcm}}-{3\mathrm{Ri}}_c-{3u}_{\mathrm{ec}}-{\mathrm{\ΔSU}}_{\mathrm{dcm}}+\mathrm{\Δu}\end{array}\right.$ 公式(11)，式中，Δu＝u_ea+u_eb+u_ec。

为克服Δu对交流电流的影响，根据公式(10)，可选择则有 $\left\{\begin{array}{c}{S}_a=\frac{1}{3}(S_{\mathrm{ab}}-S_{\mathrm{ca}}+\frac{\mathrm{\Δu}}{U_{\mathrm{dcm}}})\\ S_b=\frac{1}{3}(S_{\mathrm{bc}}-S_{\mathrm{ab}}+\frac{\mathrm{\Δu}}{U_{\mathrm{dcm}}})\\ S_c=\frac{1}{3}(S_{\mathrm{ca}}-S_{\mathrm{bc}}+\frac{\mathrm{\Δu}}{U_{\mathrm{dcm}}})\end{array}\right.$ 公式(12)。

由公式(12)得到的PWM信号可实现在电网不平衡时，交流电网侧滤波器两端电压为正弦，即电网电压u_ea、u_eb、u_ec不平衡时，光伏并网逆变器输出电压u_a、u_b、u_c就不平衡，也就是用逆变器不平衡的输出电压补偿电网电压不平衡，其补偿原理如图5所示。

本发明实施例提供了一种光伏并网逆变器控制装置，如图6所示，包括：

第一获取模块610，用于获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c；

第二获取模块620，用于获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；

控制模块630，用于根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制，其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数S_a、S_b、S_c。

其中，所述控制模块630，包括：

第一变换单元631，用于将所述第一获取模块获取的逆变器交流侧的三相线电流i_a、i_b、i_c变换为两相同步旋转坐标系下的交流侧电流i_d、i_q；

第二变换单元632，用于将所述第一获取模块获取的逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca变换为两相同步旋转坐标系下的交流侧电压u_led、u_leq；

阻尼输入单元633，用于输入阻尼R_a1、R_a2；

电流计算单元534，用于根据最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm，计算i_d、i_q的期望值i_dr、i_qr；

处理控制单元635，用于根据i_d、i_q、u_led、u_leq、R_a1、R_a2、U_dcm、i_dr、i_qr，计算出线开关函数Sab、Sbc、Sca，根据所述线开关函数Sab、Sbc、Sca，计算出开关函数Sa、Sb、Sc，并通过所述开关函数Sa、Sb、Sc，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制。

进一步地，所述处理控制单元635，包括：

计算子单元6351，用于根据i_d、i_q、u_led、u_leq、R_a1、R_a2、U_dcm、i_dr、i_qr，计算出两相同步旋转坐标系下的开关函数 $S_{\mathrm{ld}}=(3L{\stackrel{\·}{i}}_{\mathrm{dr}}-{3\mathrm{\ωLi}}_q+{3\mathrm{Ri}}_{\mathrm{dr}}+{3R}_{a1}(i_{\mathrm{dr}}-i_d)+\sqrt{3}{u}_{\mathrm{led}})/\sqrt{3}{U}_{\mathrm{dcm}},$ $S_{\mathrm{lq}}=(3L{\stackrel{\·}{i}}_{\mathrm{qr}}+{3\mathrm{\ωLi}}_d+{3\mathrm{Ri}}_{\mathrm{qr}}+{3R}_{a2}(i_{\mathrm{qr}}-i_q)+\sqrt{3}{u}_{\mathrm{leq}})/\sqrt{3}{U}_{\mathrm{dcm}};$

控制输出子单元6352，用于对S_ld和S_lq进行Park反变换，以获得三相静止坐标系下的线开关函数S_ab、S_bc、S_ca；

控制执行子单元6353，用于根据线开关函数，计算出开关函数S_a、S_b、S_c，并通过所述开关函数S_a、S_b、S_c，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制。

本发明实施例提供了一种光伏并网逆变器结构，根据式(2)、(3)、(9)、(8)及(10)可得电网不平衡时的光伏并网逆变器结构，如图7所示，其中，控制部分的输入为交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca，三相电流i_a、i_b、i_c，逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；输出为开关函数S_a、S_b、S_c，通过S_a、S_b、S_c实现空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)。

本发明实施例还提供了一种光伏并网逆变器***，如图8所示，包括光伏阵列810、逆变器820和逆变控制器830，其中，所述逆变控制器830，用于获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c；获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制，其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数S_a、S_b、S_c。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，包括：

获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c；

获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；

根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制，其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数S_a、S_b、S_c。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，包括：

对所述逆变器交流侧的三相线电流i_a、i_b、i_c进行Park变换，以获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电流i_d、i_q；

对所述逆变器在三相静止坐标系下的线开关函数S_ab、S_bc、S_ca进行Park变换，以获得两相同步旋转坐标系下的线开关函数S_ld、S_lq；

对所述逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca进行变换，以获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电压u_led、u_leq；

将i_d、i_q、u_led、u_leq、S_ld、S_lq代入所述逆变器在三相静止坐标系下的数学模型，以获得所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型；

根据EL方程模型和所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型建立所述逆变控制器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据EL方程模型和所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型建立所述逆变控制器，包括：

将所述逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型变换为EL方程模型；

向EL方程模型中注入阻尼，以获取所述逆变控制器的控制律；

根据所述逆变控制器的控制律，建立逆变控制器，所述逆变控制器的输出

S_a＝(1/3)*(S_ab-S_ca+ΔS)、

S_b＝(1/3)*(S_bc-S_ab+ΔS)、

S_c＝(1/3)*(S_ca-S_bc+ΔS)，ΔS＝S_a+S_b+S_c，

其中，

S_ab＝S_ldsin(ωt+30°)+S_lqcos(ωt+30°)，

S_bc＝S_ldsin(ωt-90°)+S_lqcos(ωt-90°)，

S_ca＝S_ldsin(ωt+150°)+S_lqcos(ωt+150°)，

$S_{\mathrm{ld}}=(3L{\stackrel{\·}{i}}_{\mathrm{dr}}-{3\mathrm{\ωLi}}_q+{3\mathrm{Ri}}_{\mathrm{dr}}+{3R}_{\mathrm{al}}(i_{\mathrm{dr}}-i_d)+\sqrt{3}{u}_{\mathrm{ed}})/\sqrt{3}{U}_{\mathrm{dcm}},$

$S_{\mathrm{lq}}=(3L{\stackrel{\·}{i}}_{\mathrm{qr}}-{3\mathrm{\ωLi}}_d+{3\mathrm{Ri}}_{\mathrm{qr}}+{3R}_{a2}(i_{\mathrm{qr}}-i_q)+\sqrt{3}{u}_{\mathrm{eq}})/\sqrt{3}{U}_{\mathrm{dcm}},$ R_a1、R_a2为注入的阻尼，i_dr、i_qr为i_d、i_q的期望值。

4.一种光伏并网逆变器控制装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c；

第二获取模块，用于获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；

控制模块，用于根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制，其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数S_a、S_b、S_c。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制模块，包括：

第一变换单元，用于将所述第一获取模块获取的逆变器交流侧的三相线电流i_a、i_b、i_c变换为两相同步旋转坐标系下的交流侧电流i_d、i_q；

第二变换单元，用于将所述第一获取模块获取的逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca变换为两相同步旋转坐标系下的交流侧电压u_led、u_leq；

阻尼输入单元，用于输入阻尼R_a1、R_a2；

电流计算单元，用于根据最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm，计算i_d、i_q的期望值i_dr、i_qr；

处理控制单元，用于根据i_d、i_q、u_led、u_leq、R_a1、R_a2、U_dcm、i_dr、i_qr，计算出线开关函数Sab、Sbc、Sca，根据所述线开关函数Sab、Sbc、Sca，计算出开关函数Sa、Sb、Sc，并通过所述开关函数S_a、S_b、S_c，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理控制单元，包括：

计算子单元，用于根据i_d、i_q、u_led、u_leq、R_a1、R_a2、U_dcm、i_dr、i_qr，计算出两相同步旋转坐标系下的线开关函数 $S_{\mathrm{ld}}=(3L{\stackrel{\·}{i}}_{\mathrm{dr}}-{3\mathrm{\ωLi}}_q+{3\mathrm{Ri}}_{\mathrm{dr}}+{3R}_{\mathrm{al}}(i_{\mathrm{dr}}-i_d)+\sqrt{3}{u}_{\mathrm{ed}})/\sqrt{3}{U}_{\mathrm{dcm}},$ $S_{\mathrm{ld}}=(3L{\stackrel{\·}{i}}_{\mathrm{qr}}+{3\mathrm{\ωLi}}_d+{3\mathrm{Ri}}_{\mathrm{qr}}+{3R}_{a2}(i_{\mathrm{qr}}-i_q)+\sqrt{3}{u}_{\mathrm{eq}})/\sqrt{3}{U}_{\mathrm{dcm}};$

控制输出子单元，用于对S_ld和S_lq进行Park反变换，以获得三相静止坐标系下的线开关函数S_ab、S_bc、S_ca；

控制执行子单元，用于根据线开关函数S_ab、S_bc、S_ca，计算出开关函数S_a、S_b、S_c，并通过所述开关函数S_a、S_b、S_c，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制。

7.一种光伏并网逆变器***，其特征在于，包括光伏阵列、逆变器和逆变控制器，其中，所述逆变控制器，用于获取逆变器交流侧的三相线电压u_eab、u_ebc、u_eca和三相电流i_a、i_b、i_c；获取逆变器直流侧最大功率点电压U_dcm和最大功率点电流i_dcm；根据基于EL方程模型建立的逆变控制器，在电网不平衡情况下，对所述逆变器进行控制，其中，所述逆变器的模型为三相静止坐标系下的数学模型，所述逆变控制器为基于EL方程模型的无源控制器，所述逆变控制器的输入为u_eab、u_ebc、u_eca、i_a、i_b、i_c、U_dcm和i_dcm，所述逆变控制器的输出为三相静止坐标系下的开关函数Sa、Sb、Sc。