[發明專利]三相四線制三電平光伏并網逆變器及其控制方法

有效

• 申請號: 201010537638.0
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN102035423A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 卞松江;鄭洪濤
• 申請（專利權）人: 上海兆能電力電子技術有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

1.一種三相四線制三電平光伏并網逆變器，該逆變器的正負極連接作為輸入源的太陽能板（PV），其特征在于，該逆變器包含電路連接的濾波電容、升壓電路、三相四線逆變電路、濾波電路、控制器（101）；

所述的三相四線逆變電路包含并聯在直流母線兩端的電容電路和三相橋臂；

所述的三相四線逆變電路中的電容電路包含串聯的第一電解電容（C₁）和第二電解電容（C₂），兩端電壓分別為（V_dc1、V_dc2），流過第一電解電容（C₁）和第二電解電容（C₂）的電流分別為（i_dc1、i_dc2）；

所述的三相四線逆變電路中的三相橋臂中的每相橋臂分別包含若干串聯的開關管，每個開關管的兩端都反相并聯一個二極管，每相橋臂還包含若干箝位二極管，所述的箝位二極管串聯后并聯在上半部分開關管和下半部分開關管之間；

由每相橋臂的中點引出（A、B、C）三個相線，每相橋臂的中點與電容電路的中點相連，引出中性線，由三相四線逆變電路輸出的（A、B、C）三個相線分別經過濾波電路的三路濾波分路進行濾波后，接入三相電網（e_a、e_b、e_c），三相四線逆變電路輸出的中性線接入電網的中性點。

2.如權利要求1所述的三相四線制三電平光伏并網逆變器，其特征在于，所述的濾波電容并接于太陽能板（PV）兩端，采用電解電容（C_b）。

3.如權利要求1所述的三相四線制三電平光伏并網逆變器，其特征在于，所述的升壓電路包含電路連接的電感（L_b）、二極管（D_b）、開關管（T_b），還包含反向并聯在開關管（T_b）兩端的二極管（D_b0）。

4.如權利要求1所述的三相四線制三電平光伏并網逆變器，其特征在于，所述的濾波電路包含三路濾波分路，每路濾波分路都包含電路連接的電阻（R）和電感（L）。

5.一種三相四線制三電平光伏并網逆變器的控制方法，其特征在于，該控制方法包含以下步驟：

步驟1、控制器（101）測量得到太陽能板（PV）的輸入電壓（V_PV）、電流（I_PV），采用最大功率追蹤MPPT方法，得到太陽能板（PV）應工作的輸出電壓點，以此作為升壓變換器的輸入；

步驟2、控制器（101）中的升壓變換器根據輸入的直流電壓（V_PV）及要輸出的直流母線參考電壓（????????????????????????????????????????????????），計算占空比（D），控制器（101）輸出占空比為（D）的PWM脈沖，驅動升壓電路工作；

占空比（D）與輸入電壓（V_PV）和輸出電壓（）的關系為：=V_PV/(1-D)；

步驟3、計算d軸參考電流；

步驟4、計算q軸電流參考值；

步驟5、采用母線電壓平衡控制方法，產生0軸電流參考值

步驟6、控制器（101）返回電網三相電壓（e_a、e_b、e_c）、三相四線逆變電路輸出的電流三相瞬時值（i_a、i_b、i_c），三相四線逆變電路輸出的三相電壓（V_a、V_b、V_c）：

????????????????????????????????????????????????????????????????????(1)

其中，，，，分別為三相四線逆變電路輸出的相電壓、相電流、電網相電壓向量；

步驟7、坐標變換，將abc坐標系下的步驟6中的各值變換到dq0坐標系，得dq0坐標系下的各分量e_d、e_q、e₀、i_d、i_q、i₀；

將所有量折算到以同步速ω旋轉的dq0坐標系統中，折算關系如下：

???(2)

????????????????????????????????????????????(3)

這兩個變換矩陣具有如下關系：

??????????????????；

步驟8、計算得到逆變器輸出電壓的dq0坐標系的三個分量u_d、u_q、u₀：

根據步驟7中的坐標變換關系對步驟6中的公式（1）進行變換：

??????????????????????????????????(4)

步驟9、采用三維空間電壓矢量PWM控制方式求取各個開關管的開關時間并生成相應的PWM脈沖驅動三相四線逆變電路的各開關管；

步驟10、逆變器的輸出電流經濾波電路濾波后接入電網，向公共電網發出電能。