[發明專利]一種動態調整母線電壓提高并網效率的方法

有效

• 申請號: 201010170813.7
• 申請日: 2010-05-04
• 公開（公告）號: CN101860041A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 曹仁賢;倪華;梅曉東;趙為
• 申請（專利權）人: 合肥陽光電源有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

技術領域

本發明涉及并網逆變器的控制方法，具體涉及一種動態調整母線電壓提高并網效率的方法。

背景技術

并網逆變器并網運行的基本條件為：母線電壓幅值不小于電網電壓峰值。對于采用多級變換拓撲結構的并網逆變器，特別是前級為升壓電路、中間為母線支撐電容、后級為逆變電路的并網逆變器，并網逆變器的直流輸入電壓要經過升壓電路變換后使其輸出母線電壓滿足并網運行的基本條件。目前通常采用將母線電壓穩定控制在固定電壓值的方法。

通常要求并網逆變器具有較寬的工作電壓范圍V_L～V_H，以適應電網的頻繁波動，即電網電壓在V_L～V_H之間時，并網逆變器能夠正常運行。若按現有的控制方法，母線電壓控制在固定值，為滿足并網基本條件，母線電壓需大于最高電網電壓的峰值，即1.414*V_H。而當電網電壓為V_L時，母線電壓只需1.414*V_L即可。例如規定并網逆變器工作電壓范圍為190V-264V，1.414*V_H＝373.3V，再考慮電壓紋波，那么母線電壓應至少為400V，并網逆變器一直保持在較高母線電壓下運行。而當電網電壓為190V時，母線電壓只要達到300V，并網逆變器即可正常并網運行。若此時母線電壓還是穩定控制在400V，會存在以下問題：

1)當并網逆變器的輸入直流電壓小于300V時，通過前級的升壓電路將母線電壓升壓到400V，與升壓到300V相比，升壓電路的占空比要大很多，不僅降低了升壓電路的效率，而且增加了升壓電路器件的應力；

2)當并網逆變器的輸入直流電壓在300V～400V之間時，若要控制母線電壓為400V，升壓電路還必須工作，不僅降低了系統效率，而且增加了開關的動作次數，使得系統壽命和可靠性降低。

3)控制母線電壓一直在較高電壓，增加了母線支撐電容的應力，降低了電容的使用壽命；

4)控制母線電壓一直在較高電壓，增加了逆變電路器件的應力，并降低了逆變效率。

發明內容

為了克服上述問題，本發明提出一種通過實時檢測的電網電壓峰值來調整直流升壓電路輸出電壓，即直流母線電壓幅值的方法，提高了并網逆變器的整機效率。

一種動態調整母線電壓提高并網效率的方法，適用于采用多級轉換電路的并網逆變器，具體為：前級為升壓電路、中間為母線電容、后級為連接到逆變電路的并網逆變器，其并網運行的基本條件為直流輸入電壓經過升壓電路，使母線電容的電壓幅值不小于電網電壓峰值，根據實時檢測的電網電壓值，動態調整直流母線電壓的幅值。

一種動態調整母線電壓提高并網效率的方法，按以下步驟：將電網電壓最低限和最高限的工作范圍劃分成至少兩個檔，每個檔對應設定有母線電壓指令值；控制系統實時檢測電網電壓的有效值，當電網電壓位于所劃分其中一個檔位中時，若此時母線電壓指令不等于該檔對應設定的母線電壓指令值，則調整母線電壓指令到設定值；

一種動態調整母線電壓提高并網效率的方法，通過緩慢增/減方式使母線電壓指令為設定值。

一種提高并網逆變器效率的方法，將電網電壓最低限和最高限的工作范圍每5～20V劃分為一個檔。

一種提高并網逆變器效率的方法，當電網電壓位于所劃分其中一個檔位中時，持續一段時間后確定電網電壓位于該檔。

一種提高并網逆變器效率的方法，當電網電壓位于所劃分其中一個檔位中時，持續5～30秒后確定電網電壓位于該檔。

以電網電壓范圍為190V～264V為例，當電網電壓為190V時，通過本發明的控制方法，將帶來以下有益效果：

1)當并網逆變器的輸入直流電壓小于300V時，通過前級的升壓電路將母線電壓升壓到300V，升壓電路的占空比較小，提高了升壓電路的效率，降低了升壓電路器件的應力；

2)當并網逆變器的輸入直流電壓在300V～400V之間時，由于母線電壓為300V，并網逆變器即可并網運行，所以此時，升壓電路不必工作，減少了開關的動作次數，提高了并網逆變器的整機效率和可靠性；

3)母線電壓較低，降低了母線支撐電容的應力，延長了電容使用壽命；

4)母線電壓較低，降低了逆變電路器件的應力，提高了逆變效率。

從以上分析可以得出，采用本發明，根據實時檢測的電網電壓值，動態調整母線電壓的幅值，提高了并網逆變器的整機效率和可靠性，并且降低了器件應力，延長了電容的使用壽命。

附圖說明

圖1為電網電壓檔位判斷流程圖。