[發明專利]一種基于數字控制技術的三相逆變器裝置

無效

• 申請號: 201110398294.4
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN103138286A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 幸宗國;杜宇中;孫杰
• 申請（專利權）人: 上海航天有線電廠
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G05F1/67
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種三相逆變器裝置，尤其是涉及一種基于數字控制技術的三相逆變器裝置。

背景技術

隨著人口的增加，經濟的發展，人類對于能源的需求也越來越大，傳統的能源儲量正在日益枯竭，從而帶來了能源短缺的問題。而且，化石燃料的大量使用對人類生存環境造成的危害日益突出，甚至導致生態惡化，這些已成為當今世界各國面臨的一個重大問題。所以，開發利用可再生能源和各種綠色能源是人類必須采取的措施，而從能源供應的諸多因素考慮，太陽能無疑是最符合可持續發展戰略的理想的綠色能源。全球能源專家們認定，太陽能將成為21世紀最重要的能源之一。

光伏陣列輸出特性是具有非線性特征的，其輸出電壓、電流受太陽光照強度、環境溫度等因素影響。在一定的太陽光照強度和環境溫度下，光伏陣列可以工作在不同的輸出電壓下，但只有在某一輸出電壓值時，光伏陣列的輸出的功率能達到最大值，這時光伏陣列的工作點也就達到最大功率點。在光伏發電系統中，提高系統的整體效率的一個重要的途徑就是實時調整光伏陣列的工作點，使其始終工作在最大功率點附近。

太陽能光伏發電系統通過光伏組件將太陽能轉化為直流電能，再通過并網型逆變器將直流電能轉化為與電網同頻率、同相位的正弦波電流，并入電網，在將直流電能經逆變轉換為交流電能的過程中，會產生大量諧波。諧波的危害主要表現在以下幾個方面：

(1)對電力系統的影響。諧波使電能的生產、傳輸和利用效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪音，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。

(2)造成諧振現象。諧波可引起電力系統局部并聯諧振或串聯諧振，是諧波含量放大，造成電容器等設備燒毀。

(3)諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，使儀表計量不準確。

(4)諧波對通信系統產生干擾，嚴重時會使通信系統無法正常工作。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種控制精度高、適應性強的基于數字控制技術的三相逆變器裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于數字控制技術的三相逆變器裝置，該裝置接在太陽能電池和電網之間，其特征在于，所述的三相逆變器裝置包括三相逆變器、濾波電路、開關、DSP、遠程通信接口、輸出同步檢測電路，所述的太陽能電池、三相逆變器、濾波電路、開關、電網依次連接，所述的DSP分別與三相逆變器、開關、遠程通信接口、輸出同步檢測電路連接，所述的輸出同步檢測電路與電網連接；

所述的DSP包括SVPWM輸出電壓控制模塊、FFT電壓電流實時測量分析模塊和MPPT電池動態功率調節模塊；

所述的SVPWM輸出電壓控制模塊用于控制三相逆變器進行變頻輸出；

所述的FFT電壓電流實時測量分析模塊將從三相逆變器中采集的畸變波形分解成基頻分量和各次諧波分量，通過頻譜分析各次諧波分量的幅值和相位來描述波形畸變水平；

所述的MPPT電池動態功率調節模塊用于調節太陽能電池的最大功率點工作電壓。

所述的SVPWM輸出電壓控制模塊控制過程具體如下：

三相逆變器結構中引入開關狀態函數，定義每一橋臂上管開通時為1，下管開通時為0，通過控制三相逆變器的6只開關管，得到8種開關狀態：0(000)、1(001)、2(010)、3(011)、4(100)、5(101)、6(110)、7(111)，每種狀態對應唯一的輸出線電壓瞬時值矢量；其中有兩個狀態為零矢量，其余6種狀態為非零矢量，共分為6個扇區；

三相電壓瞬時值用一個以角速度w＝2∏f的空間旋轉電壓矢量來表示；當遍歷圓軌跡時，形成三相瞬時輸出電壓；

當落入某一子扇區后，用該子扇區的兩個邊界矢量和零矢量去合成可得到最佳合成效果，具體公式如下：

設一個開關周期T_s內，按逆時針方向旋轉，一個邊界矢量作用時間為T_x，另一邊界矢量作用時間為T_y，零矢量作用時間為T_o；則有T_s＝T_x+T_y+T_o；根據伏秒平衡原理可得即這就是一般空間電壓矢量的合成公式，其關鍵在于T_x、T_y、T_o的計算。

所述的FFT電壓電流實時測量分析模塊將畸變波形分解成基頻分量和各次諧波分量，通過頻譜分析各次諧波分量的幅值和相位來描述波形畸變水平。