[發明專利]新型光伏微逆變器控制方法

無效

• 申請號: 201210066721.3
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN103095164A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 賈松濤;田天
• 申請（專利權）人: 新豪博業科技江蘇有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 常州市夏成專利事務所(普通合伙) 32233
• 代理人: 沈兵

技術領域

本發明涉及光伏微逆變器控制方法技術領域，尤其是一種新型光伏微逆變器控制方法。

背景技術

光伏并網微逆變器（簡稱微逆變器）與單個光伏組件相連，可以將光伏組件輸出的直流電直接變換成交流電并傳輸到電網，具有以下優點：（1）保證每個組件均運行在最大功率點，具有很強的抗局部陰影能力；（2）將逆變器與光伏組件集成，可以實現模塊化設計、實現即插即用和熱插拔，系統擴展簡單方便；（3）并網逆變器基本不獨立占用安裝空間，分布式安裝便于配置，能夠充分利用空間和適應不同安裝方向和角度的應用；（4）系統冗余度高、可靠性高，單個模塊失效不會對整個系統造成影響。為了減小微逆變器的體積，要求提高逆變器的開關頻率，而開關頻率的提高必然導致開關損耗升高、變換效率下降。如果沒采取任何的措施，PWM的開關在DS級都是硬開關，也就是說在DS級還有電壓時，強行關斷，造成損耗，使得逆變器的效率明顯降低。

所以要提高效率，必須實現PWM波形Vds的零電壓開關。為了實現Vds的零電壓開關，QR諧振被使用在本產品中，但是QR諧振頻率隨著輸入電壓，輸出電壓，輸出電流及PWM占空比的變化而變化，所以獲得整個正弦周期內PWM的零電壓開通是不可能的。為此，本發明著眼解決如何通過改變PWM開關頻率實現整個正弦周期的零電壓開通，為了降低成本和增加通用性，本發明使用通用的DSP芯片而不是FPGA芯片，DSP芯片的成本遠低于FPGA芯片，但是性能低于FPGA，所以只有簡化、優化?PWM開關頻率的預估和控制，才能在低成本的DSP芯片上，實現PWM開關頻率的控制。達到零電壓開通，提高轉換效率。另外，因為每個PWM周期內的占空比都在改變，所以PWM的周期也應該隨著相應改變，所以必須在一個PWM周期內，完成下一個PWM開關頻率的計算和控制。

如之前提到的，影響PWM開關頻率的變量有很多，輸入電壓，輸入電流，輸出電壓，輸出電流，變壓器參數，寄生參數，MPPT的功率點變化，等等，如果全部一次性考慮這些變量，整個的計算非常復雜，不可能在一個PWM周期內完成，為此必須改進該算法，使其可以在一個PWM周期內完成所有的計算，并給出控制。

發明內容

為了克服現有的的不足，本發明提供了一種新型光伏微逆變器控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種新型光伏微逆變器控制方法，該方法包括以下步驟：

（1）微逆變器采用DSP芯片控制正弦電壓波形的輸出，首先通過DSP片上資源ADC，來采集逆變器的工作狀態，所述工作狀態包括輸入/輸出電壓，輸入/輸出電流，交流電網電壓和頻率，Flash用來存儲控制算法，控制算法最終在RAM中運行；

（2）ADC采集的輸入/輸出電壓，輸入/輸出電流首先被用來判斷系統是否處于正常工作狀態，即是否過壓，過流，欠壓，過溫，與電網失去同步，ADC采集的數據通過PWM觸發的中斷，進入控制算法中；如果有任一變量超出閾值，即過壓，過流，欠壓，過溫，與電網失去同步，則觸發保護，停止整個系統的工作，記錄觸發的事件，等待保護條件消除；

（3）所述這些采集量都參與控制算法的核心計算部分，也就是PWM開關頻率快速確定算法，在變壓器的原邊串聯一個MOSFET管，PWM控制通道用來控制MOSFET管的門級來實現不同占空比的PWM波形，從而實現正弦波的輸出。

根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述PWM開關頻率快速確定算法包括以下步驟：

（1）進入控制算法，讀取MPPT結果；

（2）根據上述結果計算瞬時輸出功率和PWM開關頻率基頻T_PWM，PWM開關頻率基頻T_PWM的計算公式如下：

；其中：

；

（3）計算PWM占空比，確定分段頻率，從而計算控制環路參數；其中分段頻率的計算公式與PWM開關頻率的基頻計算的公式相同；PWM開關頻率的基頻計算和分段PWM開關頻率的計算使用同樣的上述公式，唯一的區別是，基頻計算時的占空比使用最大占空比，而分段頻率的計算使用變化的占空比。

PWM占空比的計算公式如下：

其中：是當前占空比，是前一周期的占空比，是輸入電壓，是變壓器變比，是當前輸出電壓的瞬時值；

（4）判斷基礎條件是否改變，如果是，重新讀取MPPT結果，重復上述過程；如果不是，重新計算占空比，重復上述過程，完成PWM開關頻率快速確定算法。