一种微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方法及其系统，本发明通过对电压电流量的采集计算，将采集到的电网电压有效值Ugrid，经过过零比较器电路，生成两路互补的工频开关信号送给功率器件s2、s3，最终控制变压器HT二次侧形成完整的正弦波；将检测到的微逆变器的输出电流信号io与微逆变器参考输出电流信号iref作比较，形成的误差信号Δio，与给定的Kp比较，进而判断微逆变器的工作状态，当过零点并网电流与参考并网电流的差值大于给定值时，保持功率器件的关断，有效的改善了过零点畸变问题，实现了系统的功率平衡。本发明从根本上分析产生过零点畸变的原因，从而提出的控制策略对改善过零点畸变有明显的效果。
【专利说明】-种微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方法及其系 统
【技术领域】
[0001] 本发明属于光伏并网发电【技术领域】，具体涉及微逆变器过零点电流畸变抑制的混 合控制方法及其系统。
【背景技术】
[0002] 光伏发电是解决世界能源危机的手段之一。现有光伏组件广泛采用串联、并联或 者串并联的形式，因组件间的特性差异、局部阴影等问题会降低光伏组件电能转换效率。微 逆变器能有效解决这些问题，且它具有初期投资小、安装成本低、维护简易等优点，逐渐成 为光伏发电研究的热点。
[0003] 为了达到并网要求，微逆变器正弦电流的总谐波失真（THD)需满足一定的技术指 标。而逆变器输出电流过零点畸变是造成THD的重要原因之一。
[0004] 对于逆变器输出电流过零点畸变，国内外学者做了大量的研究，并提出了一些解 决思路。1)因平均电流控制策略能部分缓解因功率器件开关时间延迟导致的过零点畸变， 将滑模控制应用到控制脉冲的生成中，减小逆变器死区时间对输出电流的影响。2)针对采 样速率引起的电流畸变展开研究，提出了线性死区补偿方法。3)为消除功率器件寄生参数 对输出电流影响，提出了实时控制策略。
[0005] 虽然上述方法均对输出电流畸变起到一定的改善作用，但是普遍存在电流采样精 度高，控制算法复杂的缺点，不适合用于价格敏感的微逆变器。因此，如何在确保微逆变器 满足并网要求的基础上简化控制策略是其得以推广和普及的重要保证。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了解决逆变器输出电流过零点畸变，从而有效减小正弦电流的 总谐波失真（THD)，满足并网要求，提出了一种微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方 法及其系统，它是在传统峰值电流控制的基础上，引入微逆变器输出电流瞬时值作为参考 控制量，可有效改善输出电流过零点畸变，降低并网电流的THD。
[0007] 为了实现上述目的，采用以下技术方案：
[0008] -种微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方法，包括以下步骤：
[0009] 步骤1、通过电压、电流传感器分别采集光伏器件的输出电压Upv，输出电流I pv，经 滤波电路后，计算光伏器件的平均输出功率Ppv = UpvX Ipv ;
[0010] 步骤2、采集电网电压有效值I#id，通过PLL锁相环电路检测相位变化sin (cot)， 然后计算微逆变器参考输出电流信号iMf和变压器励磁电感Lm的峰值电流参考信号?; [0011] 步骤3、实时检测微逆变器的输出电流信号i。及变压器励磁电感Lm的峰值电流信 号4 ;
[0012] 步骤4、将检测到的込与变压器励磁电感Lm的峰值电流参考信号〇作比较，产生 的误差信号Δ 0送入比较器与固定频率的载波信号进行比较，形成频率固定的PWM信号；
[0013] 步骤5、将检测到的微逆变器的输出电流信号i。与微逆变器参考输出电流信号iMf 作比较，形成的误差信号Λ i。，与给定的Kp比较，进而判断微逆变器的工作状态；
[0014] 步骤6、将步骤2中采集到的电网电压有效值UgHd，经过过零比较器电路，生成两路 互补的工频开关信号送给功率器件s 2、s3，最终控制变压器HT二次侧形成完整的正弦波。
[0015] 进一步，所述步骤2中，变压器励磁电感Lm的峰值电流参考信号'及逆变器参考 输出电流信号
【权利要求】
1. 一种微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、通过电压、电流传感器分别采集光伏器件的输出电压U pv，输出电流Ipv，经滤波 电路后，计算光伏器件的平均输出功率Ppv = Upvx Ipv; 步骤2、采集电网电压有效值UgHd，通过PLL锁相环电路检测相位变化sin (ω t)，然后 计算微逆变器参考输出电流信号和变压器励磁电感Lm的峰值电流参考信号?; 步骤3、实时检测微逆变器的输出电流信号i。及变压器励磁电感Lm的峰值电流信号 iLm ； 步骤4、将检测到的与变压器励磁电感Lm的峰值电流参考信号?作比较，产生的误 差信号Δ C，送入比较器与固定频率的载波信号进行比较，形成频率固定的PWM信号； 步骤5、将检测到的微逆变器的输出电流信号i。与微逆变器参考输出电流信号iMf作 比较，形成的误差信号Λ i。，与给定的Kp比较，进而判断微逆变器的工作状态； 步骤6、将步骤2中采集到的电网电压有效值UgHd，经过过零比较器电路，生成两路互补 的工频开关信号送给功率器件s2、s3，最终控制变压器HT二次侧形成完整的正弦波。
2. 根据权利要求1所述的微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方法，其特征在 于：所述步骤2中，变压器励磁电感Lm的峰值电流参考信号〇及逆变器参考输出电流信号
3. 根据权利要求1所述的微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方法，其特征在 于：所述步骤5中判断微逆变器的工作状态，如果Λ i。< KP，则表明微逆变器工作正常，依 然采用传统的峰值电流控制方法，形成Sl的驱动信号；若△ i。> ΚΡ，微逆变器输出电流存在 过零点畸变，应立即关断功率器件Sl，直至电流误差Λ i。小于给定值Κρ。
4. 根据权利要求1所述的微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制方法，其特征在 于：所述步骤6中，功率器件s2、s 3根据电网相位形成两路互补的开关信号，当电网电压小 于零时s2导通、s3关断，反之s 2关断、s3导通。
5. -种微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制系统，包括主控单元，以及和主控单 元相连接的功率变换电路、驱动电路、信号检测电路，其特征在于：所述主控单元选择DSP 芯片TMS320F2812,用于实现SPWM算法电网频率相位捕获、电网电压、电流采样及保护。
【文档编号】H02M7/48GK104052321SQ201410300804
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】张超, 韦庭, 张舒辉 申请人:江苏大学