一種逆變器的諧波抑制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏逆變器領(lǐng)域，具體的涉及一種諧波抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著開(kāi)關(guān)型功率器件脈寬調(diào)試技術(shù)的普及運(yùn)用，不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的諧波含量，多臺(tái)逆變器并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)很容易饋入到電網(wǎng)中，因此諧波的抑制一直以來(lái)都是各行業(yè)關(guān)注熱點(diǎn)，在現(xiàn)有的輸出濾波環(huán)節(jié)上，目前廣泛應(yīng)用的有LC，LCL型，因?yàn)殡娋W(wǎng)自身感抗Lg的客觀存在，LC實(shí)質(zhì)也是LCL型，LCL型濾波器基本思想是利用電感和電容分別在高頻特性下的對(duì)開(kāi)關(guān)紋波電流的高低阻抗特性，實(shí)現(xiàn)濾波效果。但是由于LCL型濾波器在理論上存在一個(gè)高幅值的諧振峰(其相位滯后會(huì)從-90°急劇變化到-270°，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)自控理論系統(tǒng)穩(wěn)定的-180°相位滯后條件，如圖1所示)，且不同電網(wǎng)下的感抗Lg不一樣，這就導(dǎo)致諧振峰值點(diǎn)的頻帶也會(huì)有所偏移，難以穩(wěn)定控制，當(dāng)前應(yīng)用較多的改進(jìn)型LCL濾波器就是在電容支路上串聯(lián)電阻加以吸收抑制，串接電阻確實(shí)可以在全頻段很好地抑制諧振，但隨之而來(lái)的損耗不可避免，且電阻的串入也增加了該支路的阻抗，違背了電容低阻抗特性的設(shè)計(jì)初衷，影響實(shí)際濾波效果，針對(duì)這一情況目前亦有專(zhuān)利提出，在每一個(gè)電阻上并接電感，通過(guò)電感在不同頻段下的阻抗特性來(lái)降低電阻損耗過(guò)高的問(wèn)題。但顯然的，電網(wǎng)自身感抗Lg的不確定性，諧振頻段會(huì)有所偏移，這就增加了并接電感的設(shè)計(jì)難度。

【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)中存在的問(wèn)題，提出了諧波抑制的方法，合理的利用系統(tǒng)的資源，采用零序閉環(huán)控制方法，無(wú)需增加阻尼電阻即可提高系統(tǒng)輸出性能。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種逆變器的諧波抑制方法，包括如下步驟:
[0006]根據(jù)所述逆變器的三相輸出電流Ia，Ib以及Ic計(jì)算得到零序電流1 ;
[0007]根據(jù)所述零序電流Ιο，參考電流給定值，計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量；
[0008]將所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量輸出到三相PffM的duty輸出上進(jìn)行控制。
[0009]優(yōu)選的，所述諧波抑制方法還包括檢測(cè)所述逆變器的三相輸出電流Ia，Ib以及
Ic0
[0010]優(yōu)選的，所述零序電流1 = -(Ia+Ib+Ic)。
[0011]優(yōu)選的，所述計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量包括基于PI控制算法計(jì)算得到所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量。
[0012]優(yōu)選的，所述逆變器為光伏逆變器。
[0013]本發(fā)明還提供了一種逆變器的諧波抑制裝置，包括:
[0014]零序電流計(jì)算單元，用于根據(jù)所述逆變器的三相輸出電流la, Ib以及Ic計(jì)算得到零序電流1 ;
[0015]閉環(huán)控制器，用于根據(jù)所述零序電流1，參考電流給定值，計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量;
[0016]反饋單元，用于將所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量輸出到三相PffM的duty輸出上進(jìn)行控制。
[0017]優(yōu)選的，所述諧波抑制裝置還包括與所述零序電流計(jì)算單元相連的電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述逆變器的三相輸出電流Ia，Ib以及Ic。
[0018]優(yōu)選的，所述零序電流1 = - (Ia+Ib+Ic)。
[0019]優(yōu)選的，所述閉環(huán)控制器為PI閉環(huán)控制器。
[0020]優(yōu)選的，所述逆變器為光伏逆變器有益效果:
[0021]本發(fā)明提出了一種逆變器諧波抑制的方法，通過(guò)對(duì)零序電流進(jìn)行閉環(huán)控制，可以有效解決傳統(tǒng)LCL型濾波器存在諧振峰值致使諧波分量過(guò)高的弊端，從而有效減小并網(wǎng)電流的諧波含量，相較改進(jìn)型的LCL濾波器而言，無(wú)需串入阻尼電阻，同樣實(shí)現(xiàn)諧波抑制，實(shí)現(xiàn)整機(jī)效率的提升。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將實(shí)施例的所包含技術(shù)描述中需要使用的附圖做簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0023]圖1為L(zhǎng)CL型濾波器幅相頻特性伯德圖；
[0024]圖2為本發(fā)明逆變器的拓?fù)淇蚣茈娐穲D，；
[0025]圖3為本發(fā)明諧波抑制原理圖；
[0026]圖4為A相未導(dǎo)入零序控制下的諧波分量仿真圖。
[0027]圖5為A相導(dǎo)入零序控制的下的諧波分量仿真圖。
[0028]圖6為未進(jìn)行諧波抑制的實(shí)際零序電流測(cè)試的零序電流波形。
[0029]圖7為進(jìn)行零序控制后的零序電流測(cè)試的零序電流實(shí)際波形。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清查、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]如圖2所示，為逆變器的拓?fù)潆娐穲D，其包括直流DC端1，逆變電路2，LCL濾波電路3以及交流電網(wǎng)端AC4。
[0032]針對(duì)上述結(jié)構(gòu)，如【背景技術(shù)】所描述的，傳統(tǒng)的LCL濾波電路存在一個(gè)高增益的諧振峰值，會(huì)導(dǎo)致該頻段諧波含量過(guò)高，改進(jìn)型電路則是在電容接到bus中點(diǎn)的支路上通過(guò)串聯(lián)阻尼電阻來(lái)加以吸收，從而抑制零序電流中的諧波含量，但由于增加電阻帶來(lái)的損耗不可避免，且電阻的串入也增加了該支路的阻抗，違背了電容低阻抗特性的設(shè)計(jì)初衷，影響實(shí)際濾波效果。
[0033]為此本發(fā)明旨在提出一種無(wú)需增加阻尼電阻的方法抑制諧波，該方法包括如下步驟:
[0034]根據(jù)所逆變器的三相輸出電流Ia，Ib以及Ic計(jì)算得到零序電流1 ;
[0035]根據(jù)所述零序電流Ιο，參考電流給定值，計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量；
[0036]將所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量輸出到三相PffM的duty輸出上進(jìn)行控制。
[0037]在計(jì)算零序電流之前，該諧波抑制方法還包括采樣得到逆變器的三相輸出電流Ia, Ib以及Ic的步驟。
[0038]本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，零序電流可以通過(guò)ABC三相電流Ia，Ib以及Ic的采樣和反算得出，即零序電流1 =-(Ia+Ib+Ic)。該零序電流中含有3次基波分量，一定的諧波成分，以及開(kāi)關(guān)頻率的N倍次含量(N〉= I)，對(duì)其進(jìn)行閉環(huán)PI控制，給到實(shí)際PffM的duty即占空比輸出上進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制三相電流的輸出。
[0039]上述逆變器具體的可以為光伏逆變器。
[0040]本發(fā)明另一實(shí)施例還公開(kāi)了一種逆變器的諧波抑制裝置，包括:
[0041]零序電流計(jì)算單元，用于根據(jù)所述逆變器的三相輸出電流la, Ib以及Ic計(jì)算得到零序電流1 ;
[0042]閉環(huán)控制器，用于根據(jù)所述零序電流1，參考電流給定值，計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量;
[0043]反饋單元，用于將所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量輸出到三相PffM的duty輸出上進(jìn)行控制。
[0044]具體實(shí)施例中，上述諧波抑制裝置還包括與所述零序電流計(jì)算單元相連的電流檢測(cè)單元，用于采樣所述逆變器的三相輸出電流Ia，Ib以及Ic。
[0045]如圖3所示，就是基于對(duì)零序電流的閉環(huán)控制來(lái)抑制諧波的原理圖:其對(duì)三相輸出電流Ia，Ib以及Ic求和并反向計(jì)算得到零序電流1后通過(guò)PI閉環(huán)控制將閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量直接給到三相輸出duty的控制。
[0046]圖4為A相未導(dǎo)入零序控制下的諧波分量仿真圖，其中諧波Thdi含量達(dá)到了23.13%，且輸出波形存在明顯振蕩現(xiàn)象(見(jiàn)圖6)，橫坐標(biāo)表示頻率帶，縱坐標(biāo)表示各次諧波Thdi占基波分量的百分比。
[0047]圖5為A相導(dǎo)入零序控制的下的諧波分量仿真圖。顯然的，諧波分量得到較好的抑制，效果明顯，橫坐標(biāo)表示頻率帶，縱坐標(biāo)表示各次諧波Thdi占基波分量的百分比。
[0048]圖6為未進(jìn)行諧波抑制的實(shí)際三相電流和零序電流測(cè)試波形，零序電流波形振蕩諧波較為嚴(yán)重。
[0049]圖7為進(jìn)行零序控制后的零序電流測(cè)試，效果較明顯，振蕩幅值得到抑制。
[0050]可見(jiàn)本發(fā)明通過(guò)對(duì)零序電流進(jìn)行閉環(huán)控制，可以有效解決傳統(tǒng)LCL型濾波器存在諧振峰值致使諧波分量過(guò)高的弊端，從而有效減小并網(wǎng)電流的諧波含量，相較改進(jìn)型的LCL濾波器而言，無(wú)需串入阻尼電阻，同樣實(shí)現(xiàn)諧波抑制，實(shí)現(xiàn)整機(jī)效率的提升。
[0051]本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以?xún)?nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種逆變器的諧波抑制方法，其特征在于:所述諧波抑制方法包括如下步驟: 根據(jù)所述逆變器的三相輸出電流Ia，Ib以及Ic計(jì)算得到零序電流1 ; 根據(jù)所述零序電流Ιο，參考電流給定值，計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量； 將所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量輸出到三相PWM的duty輸出上進(jìn)行控制。2.如權(quán)利要求1所述的逆變器的諧波抑制方法，其特征在于:所述諧波抑制方法還包括檢測(cè)所述逆變器的三相輸出電流Ia，Ib以及Ic。3.如權(quán)利要求1所述的逆變器的諧波抑制方法，其特征在于:所述零序電流1=-(Ia+Ib+Ic)ο4.如權(quán)利要求1所述的逆變器的諧波抑制方法，其特征在于:所述計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量包括基于PI控制算法計(jì)算得到所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量。5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的逆變器的諧波抑制方法，其特征在于:所述逆變器為光伏逆變器。6.一種逆變器的諧波抑制裝置，其特征在于:所述諧波抑制裝置包括: 零序電流計(jì)算單元，用于根據(jù)所述逆變器的三相輸出電流la, Ib以及Ic計(jì)算得到零序電流1 ； 閉環(huán)控制器，用于根據(jù)所述零序電流Ιο，參考電流給定值，計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量； 反饋單元，用于將所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量輸出到三相PWM的duty輸出上進(jìn)行控制。7.如權(quán)利要求6所述的逆變器的諧波抑制裝置，其特征在于:所述諧波抑制裝置還包括與所述零序電流計(jì)算單元相連的電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述逆變器的三相輸出電流Ia, Ib 以及 Ic。8.如權(quán)利要求6所述的逆變器的諧波抑制裝置，其特征在于:所述零序電流1=-(Ia+Ib+Ic)ο9.如權(quán)利要求6所述的逆變器的諧波抑制裝置，其特征在于:所述閉環(huán)控制器為PI閉環(huán)控制器。10.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的逆變器的諧波抑制裝置，其特征在于:所述逆變器為光伏逆變器。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)施例中，提出了一種逆變器諧波抑制的方法及裝置，諧波抑制方法包括如下步驟：根據(jù)所述逆變器的三相輸出電流Ia,Ib以及Ic計(jì)算得到零序電流Io；根據(jù)所述零序電流Io，參考電流給定值，計(jì)算得到閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量；將所述閉環(huán)控制調(diào)節(jié)量輸出到三相PWM(Pulse-Width？Modulation脈寬調(diào)制)的占空比duty輸出上進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)零序電流進(jìn)行閉環(huán)控制，可以有效解決傳統(tǒng)LCL型濾波器存在諧振峰值致使諧波分量過(guò)高的弊端，從而有效減小并網(wǎng)電流的諧波含量，相較改進(jìn)型的LCL濾波器而言，無(wú)需串入阻尼電阻，同樣實(shí)現(xiàn)諧波抑制，實(shí)現(xiàn)整機(jī)效率的提升，在光伏領(lǐng)域有一定的實(shí)用價(jià)值和參考價(jià)值。
【IPC分類(lèi)】H02M1/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105207455
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510571137
【發(fā)明人】李白龍, 廖小俊, 舒成維, 袁帥, 李世軍, 徐力, 王進(jìn)城
【申請(qǐng)人】艾思瑪新能源技術(shù)（上海）有限公司蘇州高新區(qū)分公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月10日