[發(fā)明專利]三電平直流變換器輸出電容均壓控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

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• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103916008B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 方宇
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本發(fā)明涉及直流變換器，特別涉及直流變換器輸出電容均壓裝置，屬于電子工程技術領域。

背景技術

在本發(fā)明之前，在兩級式非隔離三電平并網(wǎng)發(fā)電裝置中，現(xiàn)有的三電平Boost直流變換器輸出電容均壓控制的方法主要有以下幾種：

一是通過逆變側(cè)來實現(xiàn)中點電位平衡的方法：主要是通過改進逆變器的調(diào)制策略和相應的控制方法以實現(xiàn)中點電位的平衡。但因并網(wǎng)逆變器啟動時，后級逆變電路還沒有工作，故這種方法是無法解決啟動過程中出現(xiàn)的中點電位不平衡問題。

二是根據(jù)三電平Boost直流變換器輸出直流側(cè)上、下電容電壓的變化情況，采用查表的方法來確定上下兩個開關管的導通和關斷，從而實現(xiàn)直流側(cè)兩電容電壓的平衡，該方法較為簡單，但動態(tài)性能并不是很理想。

三是通過檢測三電平Boost直流變換器直流輸出側(cè)兩電容的電壓偏差和變化方向，采用PI調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)三電平Boost直流變換器中兩個開關管的占空比，實現(xiàn)中點電位平衡。但由于實際電路中存在大量的寄生參數(shù)，以及電容參數(shù)不對稱和功率突變等因素，PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)需要反復調(diào)整，且一組調(diào)整好的PI參數(shù)難以應付功率突變等情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供三電平直流變換器輸出電容均壓控制系統(tǒng)及其控制方法，實現(xiàn)輸出側(cè)電容電壓平衡穩(wěn)定，并且提高電路的可靠性，降低成本。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種三電平直流變換器輸出電容均壓控制系統(tǒng)及其控制方法，所述控制系統(tǒng)包括為Boost直流變換器供電的PV模擬電源，所述Boost直流變換器輸入端的電壓電流信號送至輸入調(diào)理電路，所述Boost直流變換器輸出端的電壓信號送至輸出調(diào)理電路，所述輸入調(diào)理電路的信號輸出端、輸出調(diào)理電路的信號輸出端均連接在數(shù)字信號處理器的信號輸入端，數(shù)字信號處理器的信號輸出端連接有驅(qū)動電路，驅(qū)動電路控制Boost直流變換器中功率管開閉；

所述控制方法包括以下步驟：

步驟1）?檢測Boost直流變換器輸出端上、下兩輸出電容的電壓信號V_dc1、V_dc2，將其送至輸出調(diào)理電路處理后得到信號V_dc1f、V_dc2f，再將該信號V_dc1f、V_dc2f輸送至數(shù)字信號處理器中的相應A/D采樣單元，同時檢測Boost直流變換器輸入端的電壓電流信號V_pv、I_pv，將其送至輸入調(diào)理電路處理后得到信號V_pvf、I_pvf，再將該信號V_pvf、I_pvf輸送至數(shù)字信號處理器中的相應A/D采樣單元；

步驟2）?A/D采樣單元將Boost直流變換器輸出端電壓信號處理后得到的采樣值V_dc1s、V_dc2s送至模糊控制器，同時還將Boost直流變換器輸入端電壓電流信號處理后得到的采樣值V_pvs、I_pvs送至MPPT控制器；

步驟3）?模糊控制器計算步驟2）中兩輸入信號V_dc1s、V_dc2s的偏差值和偏差變化率，進行量化、模糊化、模糊推理、解模糊化、精確化，得到輸出信號的精確值d_S；將MPPT控制器處理后的輸出信號d_M和模糊控制器處理后的輸出信號d_S一同送至PWM發(fā)生器；

步驟4）?PWM發(fā)生器中，將兩輸入信號進行邏輯運算，并輸出脈沖控制信號V_g1、V_g2給驅(qū)動電路；

步驟5）?脈沖控制信號V_g1、V_g2輸送至驅(qū)動電路后，驅(qū)動三電平Boost直流變換器的開關管。

作為本發(fā)明的進一步限定，所述數(shù)字信號處理器內(nèi)有A/D采樣單元、MPPT控制器、模糊控制器以及PWM發(fā)生器，所述輸入調(diào)理電路的信號輸出端與MPPT控制器的信號輸入端相連，所述輸出調(diào)理電路的信號輸出端與模糊控制器的信號輸入端相連，所述MPPT控制器的信號輸出端、模糊控制器的信號輸出端均連接在PWM發(fā)生器的信號輸入端上，所述PWM發(fā)生器的信號輸出端與驅(qū)動電路的信號輸入端相連；

作為本發(fā)明的進一步限定，步驟3）的具體方法如下：