光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法，用于對并聯(lián)運行的多臺光伏并網(wǎng)逆變器進行協(xié)調(diào)控制，光伏并網(wǎng)逆變器通過其對應連接的具有ePWM外設的逆變器控制器進行控制，方法為：采用電網(wǎng)電壓過零信號作為ePWM外設的同步信號，使ePWM外設的時鐘計數(shù)器在電網(wǎng)電壓過零信號到來時刻自動初始化而完成同步，從而通過ePWM外設的時鐘計數(shù)器觸發(fā)逆變器控制器中的中斷服務程序，來完成對并聯(lián)運行的多臺光伏并網(wǎng)逆變器的協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明將電網(wǎng)電壓過零信號引入ePWM外設，從而觸發(fā)逆變器控制器的中斷動作，其不僅能夠保證協(xié)調(diào)控制的實時性，且逆變器控制器的控制軟件部分無需更改，易于實現(xiàn)，成本較低，能夠滿足多逆變器協(xié)調(diào)控制要求。
【專利說明】
光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明屬于光伏發(fā)電領域，具體涉及一種應用于光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行時進行多機協(xié)調(diào)控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在大容量分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設計時，會選取多臺光伏并網(wǎng)逆變器通過電網(wǎng)公共連接點并聯(lián)運行，典型的單相光伏逆變器并聯(lián)運行系統(tǒng)見圖1。非隔離型逆變器并聯(lián)運行時，逆變器電路之間存在直接的耦合關系，輸電線路也存在分布參數(shù)阻抗，從而使多逆變器并聯(lián)的分布式發(fā)電系統(tǒng)形成了一個復雜的高階電路網(wǎng)絡。高階電路網(wǎng)絡的存在可能使分布式發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生不正常的運行狀態(tài)，甚至使系統(tǒng)產(chǎn)生諧振。諧振的原因是高階電路網(wǎng)絡存在不確定的諧振點，每臺逆變器輸出的獨立性和隨機性造成了諧波頻率和幅值的不確定性，當諧波頻率位于諧振點附近，諧波會被放大產(chǎn)生諧振。抑制諧振的措施之一是使并聯(lián)逆變器輸出響應一致，減少逆變器輸出的不確定性。因此需要對并聯(lián)運行的逆變器進行協(xié)調(diào)控制。
[0003]保持多臺并聯(lián)逆變器輸出響應同步，目前的協(xié)調(diào)控制方法有:1、增加并聯(lián)逆變器外部總控信號，該方法會帶來硬件成本的增加，且當信號傳輸線較遠時可能造成信號的衰減，又會帶來控制的誤差，若外部信號不能同時到達各逆變器，逆變器也不能完成協(xié)調(diào)控制動作，滿足不了實時性;2、采用FPGA控制器控制各逆變器，該方法可以保證協(xié)調(diào)控制的實時性，但采用硬件描述語言完成逆變器控制算法的編寫比較復雜，增大了產(chǎn)品開發(fā)的難度，也增加了系統(tǒng)的成本，可行性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種簡單易用、滿足多逆變器協(xié)調(diào)控制要求且成本較低的光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法，用于對并聯(lián)運行的多臺光伏并網(wǎng)逆變器進行協(xié)調(diào)控制，所述光伏并網(wǎng)逆變器通過其對應連接的具有ePWM外設的逆變器控制器進行控制，所述方法為:采用電網(wǎng)電壓過零信號作為所述ePWM外設的同步信號，使所述ePWM外設的時鐘計數(shù)器在所述電網(wǎng)電壓過零信號到來時刻自動初始化而完成同步，從而通過所述ePWM外設的時鐘計數(shù)器觸發(fā)所述逆變器控制器中的中斷服務程序，來完成對并聯(lián)運行的多臺所述光伏并網(wǎng)逆變器的協(xié)調(diào)控制。
[0006]優(yōu)選的，所述方法通過以下步驟實現(xiàn):
步驟一:對所述逆變器控制器進行GP1 口配置，配置為ePWM外設管腳；
步驟二:將所述ePWM外設配置為外部信號觸發(fā)其時鐘計數(shù)器同步模式；
步驟三:所述逆變器控制器完成初始化程序并運行，當所述ePWM外設檢測到所述電網(wǎng)電壓過零信號時，其時鐘計數(shù)器清零初始化，完成一次同步，來觸發(fā)所述逆變器控制器中的中斷服務程序，完成對并聯(lián)運行的多臺所述光伏并網(wǎng)逆變器的協(xié)調(diào)控制。
[0007]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本發(fā)明將電網(wǎng)電壓過零信號引入ePWM外設，從而觸發(fā)逆變器控制器的中斷動作，其不僅能夠保證協(xié)調(diào)控制的實時性，且逆變器控制器的控制軟件部分無需更改，易于實現(xiàn)，成本較低，能夠滿足多逆變器協(xié)調(diào)控制要求。
【附圖說明】
[0008]附圖1為單相光伏逆變器并聯(lián)運行系統(tǒng)示意圖。
[0009]附圖2為電網(wǎng)電壓過零信號的示意圖。
[0010]附圖3為本發(fā)明中逆變器控制器初始化配置及程序運行流程示圖。
[0011 ]附圖4為本發(fā)明的光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法的流程圖。
[0012]附圖5為本發(fā)明中多逆變器控制器的外設時鐘計數(shù)器的同步動作示意圖。
[0013]附圖6為采用本發(fā)明的方法前兩臺光伏并網(wǎng)逆變器并機運行輸出電流示波器波形。
[0014]附圖7為采用本發(fā)明的方法后兩臺光伏并網(wǎng)逆變器并機運行輸出電流示波器波形。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0016]在大容量分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，多臺(至少兩臺)光伏并網(wǎng)逆變器通過電網(wǎng)公共連接點而并聯(lián)運行，光伏并網(wǎng)逆變器通過其對應連接的具有ePWM外設的逆變器控制器進行控制。
[0017]—種用于對上述這種并聯(lián)運行的多臺光伏并網(wǎng)逆變器進行協(xié)調(diào)控制的光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法，為:采用如附圖2所示的電網(wǎng)電壓過零信號作為ePWM外設的同步信號，使ePWM外設的時鐘計數(shù)器在電網(wǎng)電壓過零信號到來時刻自動初始化而完成同步，從而通過ePWM外設的時鐘計數(shù)器觸發(fā)逆變器控制器中的中斷服務程序，來完成對并聯(lián)運行的多臺光伏并網(wǎng)逆變器的協(xié)調(diào)控制，如附圖4和附圖5所示。這里，逆變器控制器采用TI公司的型號為TMS320F28035的DSP芯片。
[0018]如附圖3和附圖4所示，上述方法通過以下步驟實現(xiàn):
步驟一:對逆變器控制器進行GP1 口配置，配置為ePWM外設管腳；
步驟二:將ePWM外設配置為外部信號觸發(fā)其時鐘計數(shù)器同步模式；
步驟三:逆變器控制器完成初始化程序并運行，當ePWM外設檢測到電網(wǎng)電壓過零信號時，其時鐘計數(shù)器清零初始化，完成多逆變器控制器DSP芯片外設時鐘計數(shù)器的一次同步，當時鐘計數(shù)器滿足中斷觸發(fā)條件時，觸發(fā)逆變器控制器執(zhí)行其中的中斷服務程序，完成對并聯(lián)運行的多臺光伏并網(wǎng)逆變器的協(xié)調(diào)控制。
[0019]本方案是在電網(wǎng)電壓過零信號到來時刻對時鐘計數(shù)器進行初始化，初始化發(fā)生時刻之后的一個周期內(nèi)會對輸出的IGBT驅(qū)動脈沖造成短暫影響。光伏并網(wǎng)逆變器一般以單位功率因數(shù)狀態(tài)并網(wǎng)運行，對于單相光伏并網(wǎng)逆變器，當電網(wǎng)電壓過零時，逆變器輸出電流大小也在零點附近，即輸出電流瞬時值較小。當電網(wǎng)電壓過零信號到來時刻在控制器執(zhí)行中斷服務程序前后時刻附近時，對于逆變器輸出IGBT驅(qū)動脈沖的影響達到極端時刻，分別會在原來基礎上造成3/2周期的延時或1/2周期的超前(見圖4所示逆變器I和逆變器2TCR計數(shù)器波形)。但電網(wǎng)電壓過零時刻逆變器輸出電流瞬時值較小，即逆變器控制器輸出占空比較小或是O，且逆變器由于采用電流閉環(huán)控制，對于單個周期IGBT驅(qū)動脈沖的微小畸變導致的輸出電流的微小畸變，逆變器控制器完全可以調(diào)整，因此本方法對逆變器輸出基本不會造成影響。
[0020]本方案克服了增加外部協(xié)調(diào)控制信號而增加硬件成本的問題，將電網(wǎng)電壓過零信號引入逆變器控制器的ePWM外設，全程由硬件自動完成逆變器多機并聯(lián)的協(xié)調(diào)控制，保證了協(xié)調(diào)控制的實時性，且軟件的控制部分不需任何改動，易于實現(xiàn)。
[0021]圖5是增加本方案的方法前2臺逆變器并機運行輸出電流示波器波形，圖6是增加本方案的方法后2臺逆變器并機輸出電流示波器波形，其中CHl為電網(wǎng)電壓，CH2、CH3分別為2機輸出電流。
[0022]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法，用于對并聯(lián)運行的多臺光伏并網(wǎng)逆變器進行協(xié)調(diào)控制，所述光伏并網(wǎng)逆變器通過其對應連接的具有ePWM外設的逆變器控制器進行控制，其特征在于:所述方法為:采用電網(wǎng)電壓過零信號作為所述ePWM外設的同步信號，使所述ePWM外設的時鐘計數(shù)器在所述電網(wǎng)電壓過零信號到來時刻自動初始化而完成同步，從而通過所述ePWM外設的時鐘計數(shù)器觸發(fā)所述逆變器控制器中的中斷服務程序，來完成對并聯(lián)運行的多臺所述光伏并網(wǎng)逆變器的協(xié)調(diào)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器多機并聯(lián)運行協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述方法通過以下步驟實現(xiàn): 步驟一:對所述逆變器控制器進行GP1 口配置，配置為ePWM外設管腳； 步驟二:將所述ePWM外設配置為外部信號觸發(fā)其時鐘計數(shù)器同步模式； 步驟三:所述逆變器控制器完成初始化程序并運行，當所述ePWM外設檢測到所述電網(wǎng)電壓過零信號時，其時鐘計數(shù)器清零初始化，完成一次同步，來觸發(fā)所述逆變器控制器中的中斷服務程序，完成對并聯(lián)運行的多臺所述光伏并網(wǎng)逆變器的協(xié)調(diào)控制。
【文檔編號】H02J3/38GK105896593SQ201610194509
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】黃敏, 方剛, 郝齊心
【申請人】江蘇固德威電源科技股份有限公司