[發明專利]一種用于單相光伏并網逆變器提供無功補償的方法

無效

• 申請號: 201210002445.4
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103199722A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 陳波;趙磊;薛振宇
• 申請（專利權）人: 蘇州歐姆尼克新能源科技有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于光伏并網系統提供無功補償功能的逆變電路及方法，適用于單相全橋逆變電路。

背景技術

能源短缺和環境污染是人類當前面臨的共同的世紀性難題。20世紀70年代以來兩次世界性的能源危機以及當前環境問題的嚴重性，引起世界各國對節能技術的廣泛關注。與傳統能源相比，新能源具有無污染、可再生等諸多優點。

光伏發電是本世紀最有市場潛力、最具發展前景的新能源。光伏產業以其技術先進性、資源無限性和綠色環保性，成為全球產業革命的核心、發展低碳經濟的方向、應對能源危機和實現可持續發展的重要途徑。

目前成熟的光伏發電技術通常只提供有功功率，不具備無功補償功能。但隨著新能源并網電量在電網中所占份額逐步增大，部分國家提出新的并網法規，要求并入電網的光伏系統不僅能夠輸出有功功率，還能實現電網的調節，其中就包括實現無功補償功能：根據電網公司發出的指令，逆變器能夠調節并網電流的相角，實現對電網的控制。

對于目前的逆變器，由于控制結構上存在的缺陷而不具備無功調節的功能，這大大減小了光伏逆變器的應用范圍。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提出一種用于單相光伏并網逆變器提供無功補償的方法，一方面可以實時調節逆變器并網電流的相角，另一方面保持了原有電路在抑制共模電流功能。

技術方案：本發明用于單相光伏并網逆變器的無功補償方法，根據并網需求對第一到第六受控開關采用不同的控制策略達到實時調節逆變器并網電流相角的要求。

根據參考電壓和并網電流的過零點對參考電壓進行分段，一個周期共分四段，四段參考電壓獨立的與三角波比較生成PWM驅動第一到第六受控開關(如圖4所示)。四段參考電壓的劃分決定并網電流的相角。

當參考電壓與并網電流同向時，對角受控開關(第一和第四受控開關為對角受控開關，第二和第三受控開關為對角受控開關)調制產生參考電壓；當參考電壓與并網電流反向時，由中間兩個受控開關(第五、第六受控開關)調制產生參考電壓。這樣可以保證原主拓撲電路的共模電流抑制功能不被破壞。參考電壓與并網電流反向時，由于調制機理恰好與同向時相反，因此，在A、C這兩段時區里需要將參考電壓翻轉，如圖4中所示，這樣可以保證輸出的PWM為正弦調制。

有益效果：圖5為用示波器截取的逆變器提供無功補償功能時電網電壓和并網電流的實驗波形圖。從圖中可以看到，逆變器的并網電流滯后于電網電壓，輸出一個穩定的可調節的無功功率，滿足法規對逆變器的要求。

附圖說明：

圖1為單相逆變器主電路結構圖。

圖2為并網電流滯后于電網電壓波形圖。

圖3為并網電流超前于電網電壓波形圖。

圖4為單相逆變器受控開關驅動波形圖。

圖5為提供無功補償功能逆變器并網電壓電流波形圖。

具體實施方式：

對于要求并網電流滯后于電網電壓的情形(如圖2所示)，第一到第六受控開關的控制策略如下：

A區域：第五受控開關高頻動作，調制生成參考電壓，其余受控開關關閉。第五受控開關高頻導通時，第五二極管導通，輸出0電壓；第五受控開關高頻關斷時，第一、第二和第五二極管導通，電流續流，輸出正電壓。

B區域：第六受控開關導通提供電流通路，第一、第四受控開關高頻動作，調制生成參考電壓，其余受控開關關閉。第一、第四受控開關高頻導通時，輸出正電壓；第一、第四受控開關高頻關斷時，第六二極管導通，電流續流，輸出0電壓。

C區域：第六受控開關高頻動作，調制生成參考電壓，其余受控開關關閉。第六受控開關高頻導通時，第六二極管導通，輸出0電壓；第六受控開關高頻關斷時，第三、第四和第六二極管導通，電流續流，輸出負電壓。

D區域：第五受控開關導通提供電流通路，第二、第三受控開關高頻動作，調制生成參考電壓，其余受控開關關閉。第二、第三受控開關高頻導通時，輸出負電壓；第第二、第三受控開關高頻關斷時，第五二極管導通，電流續流，輸出0電壓。

對于要求并網電流超前于電網電壓的情形(如圖3所示)，第一到第六受控開關的控制策略如下：

A區域：第五受控開關高頻動作，調制生成參考電壓，其余受控開關關閉。第五受控開關高頻導通時，第五二極管導通，輸出0電壓；第五受控開關高頻關斷時，第一、第二和第五二極管導通，電流續流，輸出正電壓。