[發明專利]并網逆變器及其輸出濾波方法

有效

• 申請號: 201310746789.0
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103683999A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 康智斌;陳曉法;陳超
• 申請（專利權）人: 四川英杰電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/42
• 分類號: H02M7/42;H02M1/12;H02J3/38
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王蕓;高小敏

技術領域

本發明涉及并網逆變技術領域，特別涉及一種并網逆變器及其輸出濾波方法。

背景技術

隨著并網技術的廣泛應用。并網逆變器的輸出電能質量受到更多關注。為了降低并網輸出諧波，提高輸出電能質量，需要對并網逆變器的交流輸出進行濾波處理。為實現并網逆變器的輸出濾波，傳統的方法是改變功率器件的開關頻率，輸出較小時增大功率模塊的開關頻率。傳統方法實施較為復雜，且改變開關頻率對功率器件也會產生很大影響。中國專利《一種并網逆變器及其交流輸出濾波方法》（專利號為201010553722.1）公開了一種并網逆變器和輸出濾波方法，該方法是在交流逆變器的輸出側并聯一組LC或LCL濾波器。雖然這種方法能夠在輸出較小時達到較好的濾波效果，但是并聯的一組LC或LCL濾波器中使用了至少4個開關，使用的開關數量較多，切換過程較為復雜，且投入切出原則是根據輸出功率大小而確定，在輸出較小電壓電流時電感參數都需額定選取，提高成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的開關數量多、切換過程復雜的不足，提供一種開關數量較少的并網逆變器，同時提供一種并網逆變器的輸出濾波方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種并網逆變器，包括交流輸出濾波單元和數據采集器，所述交流輸出濾波單元和數據采集器之間設置有控制器，所述數據采集器用于采集三相逆變橋的輸出電流，并將采集的電流數據輸出至控制器；所述交流輸出濾波單元中包括至少一個LC濾波器或LCL濾波器，每個LC濾波器或LCL濾波器的電感支路串聯至少一個第二電感，LC濾波器的電容支路并聯至少一個第二電容。

優選的，所述輸出濾波單元包括一個LC濾波器，所述LC濾波器的第一電感串聯第一開關和一個第二電感，LC濾波器的第一電容串聯第二開關，第一電容并聯一個第二電容；當第一開關和第二開關均斷開時，第一電感、第二電感和第一電容組成第一濾波電路；當第一開關和第二開關均連通時，第一電感、第一電容和第二電容組成第二濾波電路；所述控制器通過控制第一開關和第二開關同時斷開或連通進行第一濾波電路與第二濾波電路之間的切換。

上述并網逆變器中，所述控制器根據數據采集器采集的三相逆變橋的輸出電流控制第一開關和第二開關同時斷開或連通。

本發明還提供了一種并網逆變器的輸出濾波方法，包括以下步驟：

步驟1：數據采集器實時采集三相逆變橋的輸出電流；

步驟2：控制器根據數據采集器采集的三相逆變橋的輸出電流控制交流輸出濾波單元中的第一開關和第二開關同時斷開或連通，進行第一濾波電路與第二濾波電路之間的切換。

根據本發明實施例，上述并網逆變器的輸出濾波方法中，所述步驟2包括：

步驟2-1：選取三相逆變橋輸出的三個電流中電流值最大的一個電流作為三相逆變橋的當前輸出電流；

步驟2-2：判斷當前輸出電流是否大于設定的投切電流與回差電流之和，如果是則控制第一開關和第二開關處于連通狀態，選取第二濾波電路；否則進入步驟2-3；

步驟2-3：進一步判斷當前輸出電流是否小于設定的投切電流與回差電流之差，如果是則控制第一開關和第二開關處于斷開狀態，選取第一濾波電路；否則返回步驟1。

根據本發明實施例，上述并網逆變器的輸出濾波方法中，所述投切電流設置為并網逆變器的額定電流的20%，所述回差電流設置為并網逆變器的額定電流的2%。

與現有技術相比，本發明的有益效果：本發明并網逆變器采用第一濾波電路和第二濾波電路進行組合濾波，且濾波電路中僅采用了兩個開關器件，相比于現有技術中采用四個開關器件的并網逆變器，節省了兩個開關器件的使用，減少了開關器件的使用數量，降低了成本。通過對比試驗數據可以看出，應用本發明并網逆變器進行輸出濾波，在減少開關器件使用數量的情況下，能夠實現很好的輸出濾波，減小輸出電流較小時的輸出諧波，增大輸出電流較小時的轉換效率，不會出現其他切換方式帶來的輸出阻抗的多次變化情況，降低切換對電網造成的擾動。此外，本發明濾波方法中的切換過程簡單，投入切出原則是不需要根據輸出功率大小而確定，在輸出較小電壓電流時電感參數不需額定選取，降低了成本。

附圖說明：

圖1為本發明并網逆變器的結構圖。

圖2為本發明并網逆變器的輸出濾波方法流程圖。

圖3為常規濾波與組合濾波效率對比圖。

圖4為常規濾波與組合濾波諧波對比圖。