[發(fā)明專利]一種抑制并網(wǎng)逆變器進(jìn)網(wǎng)電流中直流分量的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610509505.X
• 申請(qǐng)日: 2016-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN107579539A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂志鵬;劉海濤;吳鳴;梁惠施;于輝;李蕊;孫麗敬;季宇;李洋;胡轉(zhuǎn)娣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02M7/5387
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電壓控制型并網(wǎng)逆變器，具體涉及一種虛擬電容抑制并網(wǎng)逆變器進(jìn)網(wǎng)電流直流分量的方法。

背景技術(shù)

在世界范圍內(nèi)開發(fā)利用可再生能源的熱潮中，很多國家相繼紛紛研發(fā)了光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。不僅如此，人們還對(duì)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，并使得該技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。目前廣泛應(yīng)用于可再生能源回饋電網(wǎng)系統(tǒng)中的方案是；首先將可再生能源轉(zhuǎn)化成電能的形式，然后將電能調(diào)節(jié)成滿足正弦波脈寬調(diào)制全橋逆變器需要的直流電壓，最后經(jīng)全橋逆變器再將可再生能源回饋給交流電網(wǎng)。

在整個(gè)系統(tǒng)中最主要的環(huán)節(jié)就是逆變器，作為連接分布式源與公用電網(wǎng)接口裝置的逆變器，在分布式發(fā)電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。由于死區(qū)時(shí)間或采樣誤差等原因，逆變器會(huì)導(dǎo)致進(jìn)網(wǎng)電流產(chǎn)生直流分量，雖然可用直接串聯(lián)隔直電容的方法來解決，但此法要求電容能通過大電流，同時(shí)要求較高的耐壓，這樣的電容體積大，電路復(fù)雜，可靠性低，硬件成本高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種抑制并網(wǎng)逆變器進(jìn)網(wǎng)電流中直流分量的方法，該方法在數(shù)字芯片中利用數(shù)字控制的方法虛擬了隔直電容，可以完全消除并網(wǎng)電流中的直流分量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種抑制并網(wǎng)逆變器進(jìn)網(wǎng)電流中直流分量的方法，所述方法包括如下步驟：

1)采集主功率電路的輸出電流，并將采集信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字反饋信號(hào)i_Lf向虛擬電容模塊輸出；

2)虛擬電容模塊對(duì)數(shù)字反饋信號(hào)i_Lf進(jìn)行運(yùn)算，從電壓參考信號(hào)v_ref中減去數(shù)字反饋信號(hào)i_Lf得到調(diào)制信號(hào)v_r，將調(diào)制信號(hào)v_r輸出給DPWM模塊；

3)DPWM模塊對(duì)調(diào)制信號(hào)v_r進(jìn)行調(diào)制，形成占空比信號(hào)d，并通過該占空比信號(hào)d對(duì)主功率電路進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述主功率電路為全橋逆變電路，其輸出的電壓及電流經(jīng)LCL濾波后并入電網(wǎng)。

所述步驟1)虛擬電容模塊包括：邏輯切換環(huán)節(jié)，比例環(huán)節(jié)，積分環(huán)節(jié)和限幅環(huán)節(jié)；

所述邏輯切換環(huán)節(jié)使系統(tǒng)在獨(dú)立模式和并網(wǎng)模式間切換；所述限幅環(huán)節(jié)防止調(diào)節(jié)器飽和并增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性；

所述系統(tǒng)包括依次相連的A/D采樣模塊，虛擬電容模塊和DPWM模塊。

所述獨(dú)立模式中虛擬電容模塊采用限幅環(huán)節(jié)，以防止數(shù)字反饋信號(hào)i_Lf中存在的直流分量持續(xù)積分使調(diào)節(jié)器飽和。

所述步驟2)虛擬電容模塊對(duì)數(shù)字反饋信號(hào)i_Lf進(jìn)行比例運(yùn)算和積分運(yùn)算并虛擬隔直電容和電阻。

所述步驟3)占空比信號(hào)d與調(diào)制信號(hào)v_r的幅值大小成正比。

所述步驟3)占空比信號(hào)d通過驅(qū)動(dòng)模塊控制主功率電路中開關(guān)管的通斷，對(duì)主功率電路進(jìn)行調(diào)節(jié)。

對(duì)所述主功率電路中的輸出電流進(jìn)行采樣的傳感器為電流霍爾傳感器。

所述主功率電路中開關(guān)管為IGBT模塊。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明 具有以下有益效果：

1、本發(fā)明不需要外加隔直電容和電阻，從而減小樣機(jī)體積，提高功率密度，降低損耗，提高了系統(tǒng)可靠性；

2、可以根據(jù)系統(tǒng)性能要求合理選擇電容電阻大小；

3、邏輯切換環(huán)節(jié)和限幅環(huán)節(jié)保證了電流中直流分量不會(huì)因?yàn)槌掷m(xù)積分而導(dǎo)致調(diào)節(jié)器飽和；

4、實(shí)現(xiàn)簡單，并且不會(huì)引入器件的寄生參數(shù)或其他形式的干擾。

附圖說明

圖1為全橋逆變器的電路圖；

圖2為全橋逆變器的控制框圖；

圖3為等效變換的全橋逆變器控制框圖；

圖4為簡化的全橋逆變器控制框圖；

圖5為虛擬電容模塊的控制框圖；

圖6為三相全橋并網(wǎng)逆變器的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。