[發明專利]一種單相并離網逆變器系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201510394020.6
• 申請日: 2015-07-07
• 公開（公告）號: CN104953620B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 李練兵;馬欲曉;姚春明;王澤偉;張佳;唐會莉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 胡安朋,付長杰

技術領域

本發明的技術方案涉及一種并離網逆變器系統及其控制方法，具體地說是一種單相并離網逆變器系統及其控制方法。

背景技術

并離網逆變器的關鍵技術之一是孤島模式和并網模式的相互切換。在正常工作模式下，微電網與大電網并聯運行，當大電網發生故障或者電能質量達不到要求時，逆變器裝置通過隔離裝置與電網隔離孤島運行。當電網故障消除以后，逆變器裝置重新與外電網同步，實現并網運行。

目前，針對分布式發電系統運行模式切換的控制結構有三種控制模式：電壓模式控制、間接電流模式控制和混合電壓電流模式控制。電壓控制模式，即無論是對于孤島模式還是對于并網模式，逆變器始終被當成一個電壓源，因此在運行模式的切換過程中負載電壓質量較好，但是存在有功功率外環，所以系統的動態性能會變差。間接電流模式控制，是指一直對負載電壓進行控制，并且對電網電流峰值進行反饋控制，該控制方法使得負載電壓質量較好，但是動態性能較差，且實現也比較復雜。混合電壓電流模式控制是指，在孤島模式時，逆變器被當成一個電壓源，采用電壓模式控制結構，在并網模式下，逆變器被當成一個電流源，采用電流模式控制，因為該方法直接對電壓或電流瞬時值進行控制，所以具有良好的動態性能，但是切換過程中負載電壓質量較差。

另外，并網開關器件通常采用雙向晶閘管,由于雙向晶閘管的控制信號及開關電路的延時,必然存在切換暫態過程。并且當驅動負載為感性時，要加RC吸收回路來控制尖峰電壓，但由于RC吸收回路本身會向負載漏電，使得晶閘管不能完全關斷，如果負載很輕，甚至可能出現負載直接工作的可能，使其不受雙向晶閘管控制。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種單相并離網逆變器系統及其控制方法。該逆變器系統的模式切換開關器件用固態繼電器代替了雙向晶閘管，實現了控制端與負載端的隔離，輸入端用微小的控制信號，就能直接驅動大電流負載，并且無機械觸電，壽命長、無噪音、抗震動，在過零點斷開，拉弧干擾小，導通速度快，切換操作方便快捷，固態繼電器的固定位置可以隨實際需要而定，實現了孤島模式/并網模式切換。該控制方法采用基于混合電壓電流控制模式的雙閉環反饋控制程序，該控制方法能夠準確快速實現逆變輸出電壓和外電網輸出電壓的幅值和相位的同步，能夠實現孤島模式和并網模式切換過程中負載電壓和負載電流的平滑過渡，克服了現有電壓控制模式技術在切換過程中系統的動態性能會變差和負載電壓質量較差的缺陷。

本發明解決所述逆變器系統技術問題所采用的技術方案是：提供一種單相并離網逆變器系統，其特征在于該逆變器系統包括單相并離網逆變器、開關電路、開關電路控制模塊和信號采集模塊，所述信號采集模塊包括外部直流電壓采集電路、逆變輸出電壓采集電路、外電網電流采集電路和外電網輸出電壓采集電路；所述單相并離網逆變器的輸入端與外部直流供壓裝置的輸出端連接，單相并離網逆變器的輸出端與開關電路的輸入端連接，開關電路控制模塊的輸出端與開關電路連接，開關電路的輸出端與外電網雙向連接；所述外部直流電壓采集電路與外部直流供壓裝置連接，逆變輸出電壓采集電路與單相并離網逆變器的輸出端連接，外電網電流采集電路與開關電路的輸出端連接，外電網輸出電壓采集電路與外電網連接，所述開關電路控制模塊中存有孤島模式和并網模式切換程序、孤島檢測程序、電壓前饋程序、相位同步程序和雙閉環反饋控制程序，其中開關電路采用固態繼電器構成。