[發明專利]防電網反灌控制系統及方法

有效

• 申請號: 201811051525.2
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109193761B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 謝力華;馮光輝
• 申請（專利權）人: 深圳市伊力科電源有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本發明提供了一種防電網反灌控制方法及系統，控制系統包括逆變器、直流電流外環控制器、載波發生器、監測模塊及主控制器，其中：監測模塊用于實時檢測逆變器的當前輸入直流電壓和當前電網電壓；主控制器用于根據逆變器的當前輸入直流電壓和當前電網電壓計算逆變器的需求逆變能力系數，并在需求逆變能力系數滿足預設條件時，分別向直流電流外環控制器發送用于調整直流回饋電流的第一指令、向載波發生器發送調整載波頻率的第二指令。本發明通過減小直流回饋電流的幅值和降低載波頻率，提高逆變器的直流電壓利用率，進而提升逆變器的逆變能力，在不增加逆變器硬件成本的同時，能夠有效防止因為直流輸入電壓下降或者電網電壓升高引發的能量反灌。

技術領域

本發明涉及電網系統控制技術領域，更具體地說，涉及一種逆變器防電網反灌控制方法及系統。

背景技術

單級變換電壓源型逆變器由于成本低，結構相比多級變換逆變電路簡單，在能量回饋式直流電子負載設備和新能源發電并網逆變器中應用十分廣泛。能量回饋式直流電子負載主要用于直流電源設備生產企業的產品出廠前的老化測試，為提高生產效率以及設備利用率，老化測試普遍是安排24小時白晚班持續進行或者白班、晚班交替進行的。由于夜間電網處于用電低谷期，電網電壓相比白天會升高，當電網電壓超出逆變器額定輸出交流電壓較多時，通常會引發電網能量反灌逆變器，導致逆變器異常停機，老化測試終止，嚴重地還會導致逆變器炸機損壞。

為解決電壓源型逆變器由于逆變能力不足，當電網電壓上升超出逆變器額定電壓一定幅度時，被電網反灌能量的問題，當前的逆變器設計普遍是通過增加輸出變壓器升壓比,降低輸出變壓器的原邊額定電壓的方式，在輸出功率不變的情況下，這種方式會導致逆變器輸出額定電流上升，逆變器的功率器件的電流應力和溫升上升，如果功率器件不增加容量，這些都引起逆變器的可靠性下降，壽命縮短，如果增加逆變器功率器件的容量，就會導致逆變器的整機成本上升。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述電網反灌導致逆變器異常停機的問題，提供一種防電網反灌控制系統及方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，所述控制系統包括逆變器、直流電流外環控制器及載波發生器，所述控制系統還包括監測模塊及主控制器，其中：

所述監測模塊，用于實時檢測逆變器的當前輸入直流電壓和當前電網電壓；

所述主控制器，根據所述逆變器的當前輸入直流電壓和當前電網電壓計算所述逆變器的需求逆變能力系數，并在所述需求逆變能力系數滿足預設條件時，分別向直流電流外環控制器發送用于調整直流回饋電流的第一指令、向所述載波發生器發送調整載波頻率的第二指令。

在發明所述的防電網反灌控制系統中，所述預設條件包括所述需求逆變能力系數大于逆變器的極限逆變能力系數。

在發明所述的防電網反灌控制系統中，所述預設條件還包括逆變器的極限逆變系數與需求逆變能力系數的比值小于或等于開關頻率最低降額系數。

在發明所述的防電網反灌控制系統中，所述第一指令包括直流回饋電流參數，且所述直流回饋電流參數通過以下計算式獲得：其中，為逆變器的極限直流回饋電流、I_set為用戶預設直流回饋電流、K_max為逆變器的極限逆變能力系數，K為需求逆變能力系數；在KK_max，所述主控制器向所述直流電流外環控制器發送第一指令，以使所述直流電流外環控制器根據所述第一指令中的直流回饋電流參數調整直流回饋電流的幅值。

在發明所述的防電網反灌控制系統中，所述第二指令包括載波頻率參數，且所述載波頻率參數通過以下計算式計算獲得：其中為逆變器的額定載波頻率，n為預設降頻系數且n取值范圍為大于0且小于等于1；在所述主控制器向所述載波發生器發送第二指令，以使所述載波發生器根據所述第二指令中的載波頻率參數調整并輸出載波頻率。

本發明還提供一種防電網反灌控制方法，所述方法包括以下步驟：