[發(fā)明專利]并網(wǎng)逆變器及并網(wǎng)逆變器中直流母線電壓的補(bǔ)償方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310424984.1
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN103457499A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅利文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/48
• 分類號(hào): H02M7/48;H02M1/14;H02J3/38;H02J3/01
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種電力變電技術(shù)領(lǐng)域的裝置及方法，具體是一種并網(wǎng)逆變器及并網(wǎng)逆變器中直流母線電壓的補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

光伏并網(wǎng)逆變器一般運(yùn)作如下，光伏（PV）電池輸出經(jīng)升壓電路升壓，在母線電容上獲得足夠高的直流母線電壓，微控制單元（Micro?Controller?Unit，簡(jiǎn)稱“MCU”）或數(shù)字信號(hào)處理器（Digital?Signal?Processor，簡(jiǎn)稱“DSP”）控制逆變橋?qū)崿F(xiàn)正弦逆變，逆變橋輸出的正弦脈沖寬度調(diào)制（Sinusoidal?Pulse?Width?Modulation，縮寫為SPWM）波經(jīng)LC濾波器后成為與電網(wǎng)頻率正弦波，并入電網(wǎng)。

為了實(shí)現(xiàn)正弦逆變，直流母線電壓需在一個(gè)合理的水平上保持相對(duì)穩(wěn)定。直流母線電壓太高對(duì)器件（母線電容，逆變開關(guān)管等）的耐壓性能要求就高，成本大大增加；直流母線電壓太低，可能導(dǎo)致SPWM調(diào)制比大于1，不能實(shí)現(xiàn)正弦逆變。

對(duì)于并網(wǎng)型光伏逆變器，直流母線電壓的穩(wěn)定有賴于PV輸入電能和逆變輸出電能的平衡。當(dāng)PV輸入電能大于逆變輸出電能，則母線電壓升高，反之，則母線電壓降低。但是，要做到實(shí)際PV輸入功率和交流輸出功率的完全平衡非常困難，這是因?yàn)椋?/p>

1.PV輸入電流為周期性脈動(dòng)直流電流，模數(shù)接口AD采樣時(shí)刻不同，得到的電流也不同，依據(jù)該采樣電流計(jì)算得到的PV輸入功率也不同。

2.逆變器工作時(shí)，由于有多個(gè)功率電子器件，例如絕緣柵雙極型晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，簡(jiǎn)稱“IGBT”）或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor，簡(jiǎn)稱“MOSFET”），工作在數(shù)千赫茲頻率以上，測(cè)量電路容易受到開關(guān)噪聲的干擾，PV輸入電壓或電流信號(hào)的測(cè)量結(jié)果容易產(chǎn)生誤差。

3.電路中功率開關(guān)器件會(huì)產(chǎn)生損耗，而且這種損耗并非定值，難以確定。

所以，并網(wǎng)型光伏逆變器PV輸入電能和逆變輸出電能實(shí)際上很難保證嚴(yán)格平衡，這種情況下，直流母線電壓就會(huì)有波動(dòng)。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN102355151，公開日2012-02-15，公開了一種具有復(fù)合功能的并網(wǎng)逆變器及并網(wǎng)逆變控制方法。該并網(wǎng)逆變器包括帶電容的直流母線，分布式電源或儲(chǔ)能并網(wǎng)發(fā)電裝置的直流輸出端接至直流母線電容兩端；還包括三組共直流母線的單相全橋逆變電路，每一組單相全橋逆變電路的輸出均接至濾波器，濾波器的輸出端均通過單相升壓隔離變壓器接入380V電壓等級(jí)的配電網(wǎng)。但該技術(shù)的缺陷和不足在于，其在電網(wǎng)接入環(huán)節(jié)必須使用隔離變壓器，使得整體裝置體積和重量較大，成本較高；同時(shí)變壓器的額外的功率損耗較多。其次，該技術(shù)也無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定母線電壓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種并網(wǎng)逆變器及并網(wǎng)逆變器中直流母線電壓的補(bǔ)償方法，可以大大減小母線電容電壓波動(dòng)的幅度，提高電路的穩(wěn)定性，并且不增加額外的成本。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種并網(wǎng)逆變器，包括：升壓電路、母線電容、處理器和逆變橋，其中：升壓電路的輸入端接輸入的直流電，母線電容位于升壓電路和逆變橋之間，升壓電路的輸出端與逆變橋的輸入端連接，處理器的第一模數(shù)接口接母線電容的電壓采樣信號(hào)，處理器與逆變橋的控制端連接，用于將母線電容的電壓采樣信號(hào)與預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)該電壓采樣信號(hào)高于預(yù)設(shè)電壓，則控制逆變橋提高輸出功率，當(dāng)該電壓采樣信號(hào)低于預(yù)設(shè)電壓，則控制逆變橋降低輸出功率，可以大大減小母線電容電壓波動(dòng)的幅度，提高電路的穩(wěn)定性，并且不增加額外的成本。

所述的比較是指：處理器比較和以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述的逆變橋相應(yīng)地調(diào)整輸出功率的控制，其中：為預(yù)設(shè)電壓，U_C為母線電容的電壓，C為母線電容。

所述的并網(wǎng)逆變器還包括LC濾波器，該LC濾波器的輸入端與所述的逆變橋的輸出端相連。

所述的處理器還包括：

第二模數(shù)接口，連接輸入的直流電的電壓采樣信號(hào)；

第三模數(shù)接口，連接輸入的直流電的電流采樣信號(hào)；

第四模數(shù)接口，連接輸出的交流電的電壓采樣信號(hào)；

第五模數(shù)接口，連接輸出的交流電的電流采樣信號(hào);

本發(fā)明涉及一種基于并網(wǎng)逆變器的直流母線電壓的補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

1)以升壓電路對(duì)輸入的直流電進(jìn)行升壓；

2)處理器對(duì)母線電容的電壓進(jìn)行采樣；