[發明專利]一種母線電壓穩定控制裝置

無效

• 申請號: 201010288661.0
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN101969274A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 黃建國;肖寅東;田書林;程玉華
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于光伏逆變并網發電系統技術領域，更為具體地講，涉及對光伏逆變器母線電壓進行控制的一種母線電壓穩定控制裝置。?

背景技術

目前太陽能光伏逆變發電系統已經被全世界許多國家所關注，光伏逆變器作為光伏逆變并網發電系統的關鍵部分也得到了很大的發展。通常情況下，如圖1所示，光伏逆變并網發電系統都是由太陽能電池板陣列1、光伏逆變器2組成。其中，光伏逆變器2包括最大功率點跟蹤(MPPT)模塊201、母線電路202、逆變橋電路203和控制電路204部分，功能就是將太陽能轉化為電能并將能量輸送到電網3。?

圖1是光伏逆變并網發電系統的基本結構圖。太陽能電池板陣列1的功能就是將太陽能轉化為電能，最大功率點跟蹤(MPPT)模塊201與太陽能電池板陣列1直接相連，以調節太陽能電池板的工作狀態，使太陽能電池板工作在最大功率點上。母線電路202通過最大功率點跟蹤模塊201上的升壓電路與太陽能電池板陣列1相連，當其母線電壓升高到指定的值時系統開始進行能量傳輸，將太陽能電池板轉化的電能輸送到逆變橋電路203上。逆變橋電路203負責將母線電路202傳送的直流電轉換為交流電(通常是50Hz市電)。控制電路204是整個光伏逆變并網發電系統穩定工作的關鍵，最大功率跟蹤的實現、母線電壓的平衡穩地控制、逆變橋電路電流的跟蹤控制都要依靠控制電路204進行運算和調度。光伏逆變器2通常使用半橋電路作為逆變主體，因此通常存在母線電壓不穩定，高低端電壓不平衡的問題。傳統的光伏逆變器也提出了多種實現中點電位平衡的控制方法，針對三相逆變器實現中點電位平衡的方法主要有：中點電位被動控制法、主動控制法及滯環控制法等，但是由于條件的限制，這些控制方法在單相光伏逆變器上并不適用。?

目前通常用于單相光伏逆變器中點電位平衡的控制方法，如2006年7月電工?技術學報第21卷第7期公布的“一種新型半橋逆變器電容均壓控制策略”所述，是電壓電流雙閉環瞬時值控制，但是傳統的電壓電流雙環控制對于電容偏壓是不控的，對于分壓電容上初始電壓偏差沒有任何糾偏作用，不利于系統長期穩定的運行；另外，由于系統電壓環路采用了PI控制，因此在電流環輸入的電容電壓差值信號受到了系統的抑制，并不能夠產生良好的控制效果。?

除此之外，可以通過增大分壓電容值使電容電壓的偏差減小，也可以在分壓電容上并聯較大的功率電阻來減小分壓電容電壓偏差，但這些方法并不能徹底消除電容偏壓，而且都在不同程度上增加了電路復雜性或者降低了系統的效率。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種母線電壓穩定控制裝置，可以使母線電壓自動達到穩定，同時消除母線電容的電容偏壓。?

為實現上述發明目的，本發明母線電壓穩定控制裝置，其特征在于，包括：?

兩個母線電壓傳感器，分別對串聯的母線高端電容C1、母線低端電容C2兩端的電壓進行采樣，獲得母線高低端電容電壓采樣值?其中，采樣頻率為100Hz/N，N為大于等于1的整數；?

一高端母線電壓控制器，其輸入為母線高端電容電壓采樣值?輸出為控制半橋逆變電路中正半周期功率開關管開關的脈沖寬度調制信號?

一低端母線電壓控制器，其輸入為母線低端電容電壓采樣值?輸出為控制半橋逆變電路中負半周期功率開關管開關的脈沖寬度調制信號?

高端母線電壓控制器輸出的脈沖寬度調制信號?與低端母線電壓控制器輸出脈沖寬度調制信號?的高低電平相反，占空比K₁與占空比K₂之和等于1；?

在正半周期，占空比K₁大于占空比K₂，此時，逆變器輸出電流主要由母線高端電容C1提供；當母線高端電容電壓采樣值?低于母線期望電壓值?則減小高端母線電壓控制器輸出的脈沖寬度調制信號?的占空比K₁；相反，如果母線高端電容電壓采樣值?高于母線期望電壓值U_ref，則增加高端母線電壓控制器輸出的脈沖寬度調制信號的占空比K₁；?