[發明專利]級聯H橋逆變器的控制方法及級聯H橋逆變器的控制裝置

有效

• 申請號: 201610784131.2
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106712561B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 趙濤;徐君;張興
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發明公開一種級聯H橋逆變器控制方法及其裝置，該方法包括以下步驟：對級聯H橋逆變器每個H橋直流電容電壓和電網電流進行采樣；分別計算每個H橋的直流電容電壓與MPPT給定電壓差值，并將差值按從小到大的順序排列；初步判斷零狀態H橋的數量及所處區域、需充電H橋的數量及所處區域、需放電H橋的數量及所處區域及輸出PWM波H橋的數量及所處區域，記錄零狀態H橋區域兩端點的坐標；對電流環輸出的調制波的區域進行劃分，生成開關模式分布表；計算某一區域中零狀態H橋數量的最大值；將最大值代入開關模式分布表；根據開關模式分布表，對H橋逆變器進行調制。本發明技術方案降低了直流側電壓波動，提高系統穩定性。

技術領域

本發明涉及逆變器技術領域，特別涉及一種級聯H橋逆變器的控制方法及級聯H橋逆變器的控制裝置。

背景技術

級聯H橋逆變器的系統結構參照圖1所示，圖1中PV₁～PV_n為光伏板，Vdc₁～Vdc_n為直流側電壓，i_s為電網電流。當光照不均勻或其他條件導致某些區域的光伏板功率嚴重下降時，級聯H橋逆變器交流側電流i_s會大幅下降，由其他正常區域光伏板供電的H橋功率幾乎不變。在進行調制時，這些正常區域光伏板供電的H橋的調制度會過大。若級聯H橋逆變器采用傳統的SPWM調制方法，某些H橋的調制度大于1，會導致整個系統不穩定。

對此，有人提出采用方波和PWM波混合調制方法進行調制，即每個時刻僅有一個H橋(并不固定于某個功率模塊)工作于PWM調制輸出PWM波，其他H橋輸出-Vdc或者+Vdc。

混合調制方法的調制波區域劃分以及開關模式分布分別如圖2和圖3所示。圖2所示，令每個H橋的MPPT給定值相同，電壓V₁～V_N是直流側電容電壓實際值與MPPT給定值之差并經過由小達大的排序后對應H橋的電壓值，區域K的劃分由如下公式決定：

所有H橋的輸出僅有三種狀態：-Vdc，PWM以及+Vdc，通過疊加把PWM抬高到第K區，用以形成正弦波電流。

每個H橋的狀態不是固定的，受系統的運行狀態調配，具體開關模式分配如圖3所示。通過如圖3的開關模式分布，可以根據整個系統的H橋數量，繪制開關表，實際系統運行通過查詢方式即可實現混合調制。

但是，上述技術方案存在不確定因素，這是因為每個H橋的充放電狀態并不是真正的自身需求，而是受制于如何把PWM波抬高至區域K，可能有些功率模塊本來已經高于MPPT給定電壓需要放電，但是由于系統控制，可能會分配其繼續充電，參照圖4，列舉了K＝2時的一種情況，其中“+1”表示H橋輸出+Vdc，“-1”表示輸出-Vdc，電壓差值小于為0的H橋需要進行充電，電壓差值大于為0的H橋需要進放電。電壓差值Verr2和Verr3所對應的H橋實際直流側電容電壓高于MPPT給定電壓，本來應該放電，但是由于系統必須把PWM抬高至區域2，不得不進行充電，這就造成了該混合調制方法下直流側電壓波動較大。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種級聯H橋逆變器的控制方法，旨在降低H橋逆變器直流側電壓波動，提高系統穩定性。

為實現上述目的，本發明提出了一種級聯H橋逆變器的控制方法，包括以下步驟：

對級聯H橋逆變器每個H橋直流電容電壓和電網電流進行采樣；

分別計算每個H橋的直流電容電壓與MPPT給定電壓差值，并將差值按從小到大的順序排列；

初步判斷零狀態H橋的數量及所處區域、需充電H橋的數量及所處區域、需放電H橋的數量及所處區域及輸出PWM波H橋的數量及所處區域，記錄零狀態H橋區域兩端點的坐標；

對電流環輸出的調制波的區域進行劃分，生成開關模式分布表；