[發明專利]交流旁路單相光伏逆變器及其控制方法和控制裝置

有效

• 申請號: 201410356818.7
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104092245A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 李俊;陶磊;張興;趙為
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明屬于逆變器技術領域，尤其涉及交流旁路單相光伏逆變器及其控制方法和控制裝置。

背景技術

采用非隔離式(不含變壓器)拓撲的光伏逆變器效率高、體積小、重量輕、成本低，這些優點得到光伏逆變器制造廠商和研究機構的重視，出現大量的相關研究成果，極大地推動了光伏發電技術的發展。但是，采用非隔離式拓撲的光伏逆變器能夠與交流電網形成直接的電氣連接，該電氣連接能夠將功率器件開關產生的高頻共模電壓形成高頻共模電流，帶來傳導、輻射干擾問題以及安全隱患。

為了解決這個問題，出現了一類能夠抑制高頻共模電流的交流旁路單相光伏逆變器，該類拓撲是對典型的H橋拓撲的一種改進，即在續流階段將交流電網與光伏電池斷開，附加的旁路功率開關將交流電流旁路，采用單極性調制方式以降低損耗，旁路功率開關管以電網電壓的相位和頻率開關。

圖1和圖2示出了兩種交流旁路單相光伏逆變器的結構。圖1所示的HERIC主電路拓撲以及圖2所示的H6主電路拓撲，均包括第一功率開關管S1、第二功率開關管S2、第三功率開關管S3、第四功率開關管S4、第五功率開關管S5和第六功率開關管S6。其中，第一功率開關管S1、第二功率開關管S2、第三功率開關管S3和第四功率開關管S4為橋臂功率開關管，第五功率開關管S5和第六功率開關管S6為交流旁路功率開關管。在運行過程中，交流旁路功率器件(也就是第五功率開關管S5和第六功率開關管S6)按照電網電壓的相位和頻率開關，開關的時序由調制策略決定。

目前的交流旁路單相光伏逆變器在運行過程中存在電流過零點畸變的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種交流旁路單相光伏逆變器的控制方法及控制裝置，以減小電流在過零點畸變的程度。本發明還提供一種交流旁路單相光伏逆變器。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明公開一種交流旁路單相光伏逆變器的控制方法，所述交流旁路單相光伏逆變器連接于光伏電池和交流電網之間，所述交流旁路單相光伏逆變器包括第一功率開關管至第六功率開關管，其中第一功率開關管至第四功率開關管為橋臂功率開關管，第五功率開關管和第六功率開關管為交流旁路功率開關管，所述方法包括：

獲取電網電壓信號V_α和并網電流信號i_α；

確定所述電網電壓信號V_α和并網電流信號i_α之間的相位差

計算所述相位差和參考相位的和值，對所述和值進行PI比例積分控制，獲得初相角θ；

生成單位正弦信號，所述單位正弦信號的頻率與所述交流電網的頻率相同、初相角為θ；

獲取直流參考電壓V_dcr，對所述直流參考電壓V_dcr進行PI控制，獲得參考電流峰值U_pi；

將所述參考電流峰值U_pi與單位正弦信號相乘得到參考電流i_ref；

確定所述交流旁路單相光伏逆變器的并網電流i，計算所述參考電流i_ref和所述并網電流i的差值，對所述差值進行PI控制，獲得調制波i_m；

比較所述調制波i_m和載波，生成所述第一功率開關管至第四功率開關管的開關信號，并傳輸至所述第一至第四功率開關管的控制端；

對所述并網電流信號i_α進行鎖相處理獲取電流同步信號i_syn，利用所述電流同步信號i_syn生成所述第五功率開關管和第六功率開關管的開關信號，并傳輸至所述第五功率開關管和第六功率開關管。

優選的，在上述方法中，所述比較所述調制波i_m和載波，生成所述第一功率開關管至第四功率開關管的開關信號，包括：

對所述調制波i_m進行鎖相處理獲得調制波同步信號i_msyn；