并网控制电路、并网控制方法及并网系统与流程

本申请涉及并网逆变控制，特别是涉及一种并网控制电路、并网控制方法及并网系统。

背景技术：

1、随着电力电子技术的快速发展，光伏发电、储能系统等并网逆变系统得到了广泛应用。并网逆变系统通常需要将电网交流电或自身变换后的电能转换为系统内部各控制芯片及驱动电路所需的低压直流电。在常规的并网逆变系统中，辅助电源系统往往设计有两个供电取点，能够根据系统运行状态进行供电切换，从而避免辅助电源在并网正常后持续从电网侧获取电能。然而，在非隔离并网逆变系统中，由于系统内部电气隔离架构的限制，无法采用双取电点设计，导致辅助电源在并网运行状态下必须持续由电网系统侧获取电能。

2、这种持续从电网侧取电的运行方式，会在电能获取过程中引入周期性的脉冲电流，该电流叠加至主回路中，会导致注入电网的并网输出电流发生波形畸变，使电流总谐波畸变率（thdi）恶化，难以满足日益严格的电能质量要求。对于上述由辅助电源取电引发的畸变问题，相关技术尝试通过增加大功率电流传感器来获取总电流并进行软件修正。然而，由于辅助电源的功率与主功率回路相比量级悬殊，其引入的畸变电流在庞大的主电流动态量程下占比极低，导致常规采样器件难以精确捕捉该畸变分量，致使现有的补偿方案无法实现精确的谐波抑制。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种解决并网电流thdi恶化问题的并网控制电路、并网控制方法及并网系统。

2、第一方面，本申请提供一种并网控制电路，应用于并网系统，所述并网系统包括电网接入端及与所述电网接入端连接的逆变主回路，所述并网控制电路包括：

3、辅助供电单元，连接于所述电网接入端以获取电能，且包括预充组件；

4、浪涌采样单元，连接于所述预充组件的两端，用于获取所述预充组件的两端的浪涌采样信号；

5、差分运算单元，与所述浪涌采样单元、所述逆变主回路连接，用于接收所述逆变主回路的主电流采样信号，并对所述主电流采样信号与所述浪涌采样信号进行差分运算以输出差分控制信号；以及，

6、控制单元，与所述差分运算单元、所述逆变主回路连接，用于基于所述差分控制信号控制所述逆变主回路，以调节并网输出电流，使所述并网输出电流中叠加有浪涌补偿电流，所述浪涌补偿电流与所述辅助供电单元获取所述电能对应。

7、在一些实施例中，所述控制单元还用于获取并网电流参考值，并将所述并网电流参考值与所述差分控制信号作差以得到电流误差值，以及对所述电流误差值进行调节，以生成用于驱动所述逆变主回路的脉宽调制信号。

8、在一些实施例中，在所述并网系统设定并网任务后，所述控制单元还用于通过所述脉宽调制信号控制所述逆变主回路，以使所述逆变主回路基于所述脉宽调制信号，输出叠加有所述浪涌补偿电流的正弦电流实际值；并使所述正弦电流实际值经所述辅助供电单元获取电能后，在所述电网接入端输出标准正弦电流信号。

9、在一些实施例中，所述差分运算单元用于将所述逆变主回路输出的主电流采样信号对应的电压信号，与所述浪涌采样单元输出的浪涌采样信号对应的电压信号进行相减运算，生成所述差分控制信号，并输出至所述控制单元。

10、在一些实施例中，所述差分运算单元包括运算放大器；所述运算放大器的同相输入端和反相输入端分别对应接收所述主电流采样信号对应的电压信号以及所述浪涌采样信号对应的电压信号；所述运算放大器的输出端连接所述控制单元，所述运算放大器用于基于所述主电流采样信号对应的电压信号以及所述浪涌采样信号对应的电压信号生成并输出所述差分控制信号。

11、在一些实施例中，所述浪涌采样单元包括采样放大器，所述采样放大器的两个检测端分别连接至所述预充组件的两端，且用于采集流经所述预充组件的电流所产生的电压降，并对该电压降进行放大处理，以转换生成所述浪涌采样信号对应的电压信号。

12、在一些实施例中，所述预充组件包括预充电阻；所述辅助供电单元包括整流组件，所述预充电阻串联于所述电网接入端与所述整流组件之间；所述浪涌采样单元用于获取所述整流组件产生的脉冲浪涌电流在所述预充电阻上形成的电压，作为所述浪涌采样信号。

13、在一些实施例中，所述并网控制电路还包括逆变电流采样电路，所述逆变电流采样电路用于采集所述逆变主回路的电流，以向所述差分运算单元输出所述主电流采样信号。

14、第二方面，本申请还提供一种并网控制方法，应用于上述任意一个实施例中项所述的并网控制电路，所述并网控制方法包括：

15、获取差分控制信号，所述差分控制信号通过主电流采样信号与浪涌采样信号差分运算确定；以及，

16、基于所述差分控制信号调节并网输出电流，使所述并网输出电流中叠加与系统浪涌对应的浪涌补偿电流。

17、在一些实施例中，所述基于所述差分控制信号调节并网输出电流，包括：

18、获取并网电流参考值；

19、将所述并网电流参考值与所述差分控制信号作差以得到电流误差值；

20、对所述电流误差值进行调节，生成脉宽调制信号；

21、在设定并网任务后，基于所述脉宽调制信号输出叠加有所述浪涌补偿电流的正弦电流实际值，以使所述正弦电流实际值中叠加的所述浪涌补偿电流与系统获取的浪涌电流相抵消后，形成标准正弦的并网输出电流。

22、在一些实施例中，所述获取并网电流参考值，包括：

23、获取目标电流有效值，并将所述目标电流有效值转换为目标峰值；

24、将所述目标峰值与基于锁相环算法输出的相角信息进行同步运算，以确定所述并网电流参考值。

25、第三方面，本申请还提供一种并网系统，包括：

26、电网接入端；

27、并网开关组件，与所述电网接入端连接；

28、逆变主回路，通过所述并网开关组件与所述电网接入端连接；以及，

29、如上述任意一个实施例所述的并网控制电路，分别与所述电网接入端以及所述逆变主回路连接；其中，

30、所述并网系统为非隔离并网逆变系统；在所述逆变主回路处于并网运行状态时，所述并网控制电路中的辅助供电单元通过所述电网接入端获取电能。

31、上述并网控制电路，通过设置辅助供电单元连接电网接入端获取电能并包括预充组件，配合浪涌采样单元实时获取预充组件两端的浪涌采样信号，并与逆变主回路的主电流采样信号在差分运算单元中进行差分运算，使控制单元基于输出的差分控制信号控制逆变主回路调节并网输出电流，从而使并网输出电流中精准叠加与辅助供电单元获取电能对应产生的浪涌补偿电流。如此设置，可实现对辅助供电单元获取电能所引起的电流畸变的在线补偿，避免了非隔离并网系统中因辅助电源取电引入脉冲浪涌而导致的并网电流thdi恶化，保障了并网电流的精确输出。

1.一种并网控制电路，应用于并网系统，所述并网系统包括电网接入端及与所述电网接入端连接的逆变主回路，其特征在于，所述并网控制电路包括：

2.根据权利要求1所述的并网控制电路，其特征在于，所述控制单元还用于获取并网电流参考值，并将所述并网电流参考值与所述差分控制信号作差以得到电流误差值，以及对所述电流误差值进行调节，以生成用于驱动所述逆变主回路的脉宽调制信号。

3.根据权利要求2所述的并网控制电路，其特征在于，在所述并网系统设定并网任务后，所述控制单元还用于通过所述脉宽调制信号控制所述逆变主回路，以使所述逆变主回路基于所述脉宽调制信号，输出叠加有所述浪涌补偿电流的正弦电流实际值；并使所述正弦电流实际值经所述辅助供电单元获取电能后，在所述电网接入端输出标准正弦电流信号。

4.根据权利要求1所述的并网控制电路，其特征在于，所述差分运算单元用于将所述逆变主回路输出的主电流采样信号对应的电压信号，与所述浪涌采样单元输出的浪涌采样信号对应的电压信号进行相减运算，生成所述差分控制信号，并输出至所述控制单元。

5.根据权利要求1或4所述的并网控制电路，其特征在于，所述差分运算单元包括运算放大器；所述运算放大器的同相输入端和反相输入端分别对应接收所述主电流采样信号对应的电压信号以及所述浪涌采样信号对应的电压信号；所述运算放大器的输出端连接所述控制单元，所述运算放大器用于基于所述主电流采样信号对应的电压信号以及所述浪涌采样信号对应的电压信号生成并输出所述差分控制信号。

6.根据权利要求1所述的并网控制电路，其特征在于，所述浪涌采样单元包括采样放大器，所述采样放大器的两个检测端分别连接至所述预充组件的两端，且用于采集流经所述预充组件的电流所产生的电压降，并对该电压降进行放大处理，以转换生成所述浪涌采样信号对应的电压信号。

7.根据权利要求1所述的并网控制电路，其特征在于，所述预充组件包括预充电阻；所述辅助供电单元包括整流组件，所述预充电阻串联于所述电网接入端与所述整流组件之间；所述浪涌采样单元用于获取所述整流组件产生的脉冲浪涌电流在所述预充电阻上形成的电压，作为所述浪涌采样信号。

8.根据权利要求1所述的并网控制电路，其特征在于，所述并网控制电路还包括逆变电流采样电路，所述逆变电流采样电路用于采集所述逆变主回路的电流，以向所述差分运算单元输出所述主电流采样信号。

9.一种并网控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至8中任一项所述的并网控制电路，所述并网控制方法包括：

10.根据权利要求9所述的并网控制方法，其特征在于，所述基于所述差分控制信号调节并网输出电流，包括：

11.根据权利要求10所述的并网控制方法，其特征在于，所述获取并网电流参考值，包括：

12.一种并网系统，其特征在于，包括：