一种逆变器自动降额控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及逆变器技术领域，具体涉及一种逆变器自动降额控制系统。
【背景技术】
[0002] 逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于把直流电转换成交流 电。逆变器主要由晶体管等开关元件构成，通过有规则地让开关元件重复开-关（ON-OFF)， 使直流输入变成交流输出。当然，这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实 用。一般需要采用高频脉宽调制（SVPWM)，使靠近正弦波两端的电压宽度变狭，正弦波中 央的电压宽度变宽，并在半周期内始终让开关元件按一定频率动作，这样形成一个脉冲波 (拟正弦波），然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。
[0003] 然而，在现有逆变器系统中，针对电网频率升高的条件，尤其是在电网频率度高于 50. 2Hz时，逆变器需要降低额定输出功率，即降额，从而适应电网的需求，否则将引起电网 工作的不正常，引起逆变器工作不稳定，效率降低。甚至加速电网故障的恶化，影响电网的 稳定，严重时可造成大面积电网停电故障。 【实用新型内容】
[0004] 为弥补上述缺陷，本实用新型目的是提出一种逆变器自动降额控制系统，用于实 现在电网频率增加的情况下，逆变器自动限制额定输出功率，有效保护逆变器的正常工作 和电网的稳定安全运行。
[0005] 为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
[0006] -种逆变器自动降额控制系统，包括数字信号处理器DSP、与所述数字信号处理器 DSP连接的采样电路、与所述采样电路连接的逆变模块、向所述采样电路提供电网频率的电 网频率捕获模块，其特征在于：还包括连接在所述数字信号处理器DSP与所述逆变模块之 间的驱动电路、与所述数字信号处理器DSP和所述驱动电路相连接的MPPT模组，所述数字 信号处理器DSP可将所述MPPT模组控制调整到降额模式，所述逆变模块在所述驱动电路控 制驱动下完成自动限制额定输出功率。
[0007] 进一步的改进在于，还包括与所述数字信号处理器DSP相连接的存储器，所述存 储器预先存储具有对应关系的逆变器额定功率范围内的若干等级功率的数值、电网频率范 围的数值和输出降额功率的数值，并可据所述对应关系与所述电网频率捕获模块提供的电 网频率比较判断后决定额定输出功率。
[0008] 进一步的改进在于，所述逆变模块还包括IGBT模组，所述IGBT模组由电压控制电 流大小，并据此改变逆变器的调制比和控制IGBT的栅极电压，使所述IGBT模组在开关过程 中，限制所能通过的最大电流达到降额的目的。
[0009] 进一步的改进在于，在进行所述比较判断时，可实时根据所述对应关系与逆变器 在此频率下的额定输出功率以及所述频率下限制运行的额定功率等级数值相比较，再根据 所述额定功率等级对应输出的电流值，对所输出的最大电流值进行限制。
[0010] 进一步的改进在于，当所述电网频率为50. 2Hz时，所述额定功率范围内若干功 率等级频率数值为50. 2Hz、50. 5Hz、50. 5Hz、51.lHz、51. 5Hz时，按照降额的需求，判断出对 应所述电网频率下的降额功率值。
[0011] 进一步的改进在于，当所述MPPT模组调整到降额模式时，所述MPPT模组向反方向 调解，使输出功率下降，当所述输出功率下降到所需输出功率的95%~105%时，所述MPPT 模组保持恒压状态，并且当所述电网频率高于50. 2Hz时开始降额，直到所述电网频率达到 51. 5Hz停止；当降低所述电网频率达到50. 2Hz以下时，再将所述MPPT模组调整到最大功 率追踪的模式。
[0012] 进一步的改进在于，所述数字信号处理器DSP采用DSP2812控制芯片。
[0013] 本实用新型的有益技术效果是，在逆变过程中通过限制电流限制输出功率，也可 根据电网频率对额定输出功率进行限定，从而减少硬件开销；对于频率异常变化也能够迅 速识别，降低逆变器固定输出功率，从而保证了设备或电网的安全性、可靠性。
【附图说明】
[0014] 图1，为本实用新型实施例中频率升高时，逆变器的输出功率与电网频率的对应关 系不意图；
[0015] 图2,为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
[0017] 如图1所示，为本实用新型实施例中频率升高时，逆变器的输出功率与电网频率 的对应关系示意图。其中AP为功率降额百分比，f为电网频率，可以看出在电网频率 51. 5Hz时，输出功率降为0。
[0018] 如图2所示，为本实用新型实施例逆变器自动降额控制系统的结构示意图本。其 结构包括数字信号处理器DSP、与数字信号处理器DSP连接的采样电路及与采样电路连接 的逆变模块和电网频率捕获模块。逆变模块包括IGBT模组、数字信号处理器DSP，并与逆 变模块相连；硬件结构还包括用于存储逆变器的额定功率范围内若干等级功率数值、电网 频率变化数值和输出功率对应关系数值的存储器，所述存储器连接在所述数字信号处理器 DSP上。整个系统采用数字信号处理器DSP2812控制芯片进行控制。根据与DSP2812控制 芯片连接的存储器内预先存储的电网频率数值与逆变器额定功率范围内的功率等级数值 的对应关系数值，再根据电网频率与逆变器额定功率范围内的功率等级数值的对应关系， DSP2812控制芯片能判断输出功率的大小，得出当前最大限制电流。此外，还包括连接在数 字信号处理器DSP和逆变模块之间的驱动电路，DSP2812控制芯片通过驱动电路驱动逆变 模块，逆变器模块控制逆变器降额，从而延长了逆变器功率器件寿命，增加了逆变器的可靠 性。
[0019] 本实用新型还包括MPPT模组，并与所述数字信号处理器DSP和所述驱动电路相连 接。MPPT是"最大功率点跟踪"(MaximumPowerPointTracking)太阳能控制器的缩写，是 传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。DSP2812控制芯片将MPPT调整到降额模式，即 对MPPT向反方向调解，使输出功率下降，当输出功率下降到所需输出功率的95%~105% 时，MPPT保持恒压状态，此时如果频率高于50. 2Hz时，开始降额，直到频率达到51. 5Hz。当 降低IGBT模组频率达到50. 2Hz以下时，再将MPPT模组调整到最大功率追踪的模式。
[0020] 本实用新型的电网频率为50. 2Hz时的输出功率，整机额定功率范围内若干功率 等级数值在频率为50. 2Hz、50. 5Hz、50. 5Hz、51.lHz、51. 5Hz下进行试验。按照降额的实际 需求，频率捕获功能模块捕获得出在对应电网频率下，所要求限制功率时的功率数值为a， 额定功率范围内若干功率等级数值、频率范围数值和降额功率数值三者之间的关系如下 表。
[0022] 在DSP2812控制芯片中判断处理，可采用对应的查表法进行处理，当逆变器运行 时，实时采集电网频率信号，再据对逆变器在此频率下的输出功率，及该频率下限制运行的 功率等级，然后再根据功率等级对应输出的电流值，对所输出的最大电流值进行限制。据 此，IGBT为电压控制电流大小，因此在PffM调制波形时，根据限制的电流，改变逆变器的调 制比，控制IGBT的栅极电压，从而达到IGBT在开关过程中，所能通过的最大电流，从而达到 降额的目的。
[0023] 本实用新型逆变器在逆变过程中通过限流限制输出功率，保证了逆变器的外部结 构的密封性能，延长逆变器寿命；在逆变过程中也可根据频率对功率进行限定，从而减少硬 件开销。对由于其他原因引起逆电网频率升高也能够迅速识别，降低逆变器输出功率，从而 保证了设备的可靠性、安全性。
【主权项】
1. 一种逆变器自动降额控制系统，包括数字信号处理器DSP、与所述数字信号处理器 DSP连接的采样电路、与所述采样电路连接的逆变模块、向所述采样电路提供电网频率的电 网频率捕获模块，其特征在于：还包括连接在所述数字信号处理器DSP与所述逆变模块之 间的驱动电路、与所述数字信号处理器DSP和所述驱动电路相连接的MPPT模组，所述数字 信号处理器DSP可将所述MPPT模组控制调整到降额模式，所述逆变模块在所述驱动电路控 制驱动下完成自动限制额定输出功率。2. 根据权利要求1所述的一种逆变器自动降额控制系统，其特征在于：还包括与所述 数字信号处理器DSP相连接的存储器，所述存储器预先存储具有对应关系的逆变器额定功 率范围内的若干等级功率的数值、电网频率范围的数值和输出降额功率的数值，并可据所 述对应关系与所述电网频率捕获模块提供的电网频率比较判断后决定额定输出功率。3. 根据权利要求1或2所述的一种逆变器自动降额控制系统，其特征在于：所述逆变 模块还包括IGBT模组，所述IGBT模组由电压控制电流大小，并据此改变逆变器的调制比和 控制IGBT的栅极电压，使所述IGBT模组在开关过程中，限制所能通过的最大电流达到降额 目的。4. 根据权利要求3所述的一种逆变器自动降额控制系统，其特征在于：所述数字信号 处理器DSP采用DSP2812控制芯片。
【专利摘要】本实用新型涉及逆变器技术领域，公开了一种逆变器自动降额控制系统。包括数字信号处理器DSP、与所述数字信号处理器DSP连接的采样电路、与所述采样电路连接的逆变模块、向所述采样电路提供电网频率的电网频率捕获模块，其特征在于：还包括连接在所述数字信号处理器DSP与所述逆变模块之间的驱动电路、与所述数字信号处理器DSP和所述驱动电路相连接的MPPT模组，所述数字信号处理器DSP可将所述MPPT模组控制调整到降额模式，所述逆变模块在所述驱动电路控制驱动下完成自动限制额定输出功率。本实用新型可在逆变中限制输出功率，延长逆变器寿命；对其他原因引起电网频率温度升高也能够迅速识别，降低逆变器输出功率，从而保证了设备安全性。
【IPC分类】H02M1/32
【公开号】CN204886681
【申请号】CN201520375401
【发明人】薛亚峰, 李继生
【申请人】陕西长岭光伏电气有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年5月27日