、逆变器输出电流i等数据，并将上述数据传递给控制单元模块4。
[0035]驱动电路模块3包括PWM波驱动电路31以及SPffM波驱动电路32，PWM波驱动电路31用于驱动Boost升压模块13的开关管UPWM波驱动电路32用于驱动H桥逆变模块15的4个开关管。
[0036]控制单元模块4为定点DSP芯片(型号为TMS320F2812)，用于接收采样电路模块2采集并传输的电流与电压信息，并根据主电路模块中的电流与电压信息输出HVM波以及SPWM波，PffM和SPffM波经过驱动电路模块3去驱动主电路模块I中的开关管。
[0037]电源模块未在图1中标注，用于给主电路模块I中的开关管、驱动电路中的相关芯片、采样电路的相关芯片、定点DSP芯片供电。
[0038]图2是本实施例中控制单元模块4的框图。
[0039]如图2所示，控制单元模块4包括最大功率跟踪单元41、电压环控制单元42以及电流环控制单元43 ο控制单元模块4处理主电路模块I中的电流以及电压的数据，并根据数据发送相应的指令。最大功率跟踪单元41接到指令后输出P丽波，经过P丽驱动电路后用于对前级Boost升压电路结构13开关管的控制；电压环控制单元42和电流环控制单元43接到指令后共同作用输出SPWM波，经过SPWM驱动电路后用于对H桥逆变电路结构15的开关管的控制。
[0040]最大功率跟踪单元41中的MPPT411基于光伏阵列11输出特性采用变步长扰动观测法。最大功率跟踪单元41根据光伏阵列输出电压反馈值Upv以及光伏阵列输出电流反馈值Ipv通过MPPT 411、PffM调制412输出PffM波。最大功率跟踪单元41实现最大功率跟踪。
[0041 ] 电压环控制单元42包含了电压环PI控制421。电压环控制单元42根据直流母线电压参考值Udrrf与直流母线电压反馈值Ud做差得到误差信号，该误差信号经过电压环PI控制421输出逆变器输出电流幅值参考值Iref，Iref与正弦信号sin(wt)(经过数字锁相环得到的)的乘积做为逆变器输出电流参考信号iref。电压环控制单元42实现直流母线电压Ud稳压。
[0042]电流环控制单元43包含了电流环PI控制431、电网电压前馈控制模块431以及三角载波432。电流环控制单元43根据逆变器输出电流参考信号iref与逆变器输出电流反馈值i做差得误差信号，该误差信号经过电流环PI控制431的输出量与电网电压的反馈值仏共同输入到电网电压前馈控制模块431，然后电网电压前馈控制模块431的输出量与三角载波432比较后输出SPWM波。电流环控制单元43实现并网电流，跟踪电网电流，实现高功率因数并网，并且削弱电网电压扰动造成的并网电流畸变。
[0043]图3是本实施例中控制单元模块的电流环控制单元43的框图。
[0044]如图3所示，电流环控制单元43包括PI调节环节Gk(s)、逆变环节Ginv(S)、电网电压前馈环节Gn(S)以及滤波环节GT(s)。可依照现有的传递函数的推导进行相应的控制。
[0045]实施例的作用与效果
[0046]根据本实施例所涉及的单相两级式光伏逆变装置，因为T型滤波器和工频隔离变压器结合而成的单相两级式光伏逆变拓扑结构为单相两级式光伏逆变装置的主拓扑结构，所以，本实施例的单相两级式光伏逆变装置具有可实现光伏阵列电压的宽范围输入，也能实现前后级的功率解耦，控制简单且相互独立，增强了系统稳定性。
[0047]此外，本实施例所涉及的单相两级式光伏逆变装置克服了无变压器型没有电气隔离的缺点，保证了电气安全，并相对于高频变压器隔离型设计与制作简单;能尽可能地减少开关频率引起的尚频电流谐波。
[0048]而且，本实施例还采用定点DSP(TMS320F2812)芯片做控制单元模块，并采用变步长扰动观测法实现最大功率跟踪:采用电流PI和电网电压前馈相结合的SPffM电流瞬时值跟踪控制，响应速度快，有良好的动态性能，又能消除电网电压扰动对并网电流影响，实现高功率并网。
[0049]以上实施例仅为本实用新型构思下的基本说明，不对本实用新型进行限制。而依据本实用新型的技术方案所作的任何等效变换，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种单相两级式光伏逆变装置，其特征在于，包括: 主电路模块，用于将太阳能转换成合适电压的工频交流电，并将所述工频交流电进行滤波； 采样电路模块，用于采集并传递所述主电路模块中的电流与电压信息； 驱动电路模块，用于驱动所述主电路模块； 控制单元模块，包括定点DSP芯片，用于接收所述主电路模块中的电流与电压信息，并根据所述主电路模块中的电流与电压信息控制所述驱动电路模块;以及电源模块，用于给所述主电路模块、驱动电路模块供电， 其中，所述主电路模块包括T型滤波器、工频隔离变压器，所述T型滤波器和所述工频隔离变压器结合而成的单相两级式光伏逆变拓扑结构为所述单相两级式光伏逆变装置的主拓扑结构。2.根据权利要求1所述的单相两级式光伏逆变装置，其特征在于: 其中，所述主电路模块还包括光伏阵列、滤波电容、Boost升压模块、直流母线电容、H桥逆变结构，所述光伏阵列、滤波电容、Boost升压结构、直流母线电容、H桥逆变结构以及T型滤波器并联设置。3.根据权利要求2所述的单相两级式光伏逆变装置，其特征在于: 其中，所述驱动电路模块包括PWM波驱动电路以及SPWM波驱动电路，所述PWM波驱动电路用于驱动Boost升压模块，所述SPffM波驱动电路用于驱动H桥逆变模块。4.根据权利要求2所述的单相两级式光伏逆变装置，其特征在于: 其中，所述采样电路包含:光伏输出电压采样电路、光伏输出电流采样电路、直流母线电压采样电路、电网电压采样电路、逆变器输出电流采样电路。5.根据权利要求4所述的单相两级式光伏逆变装置，其特征在于: 其中，所述逆变器输出电流采样电路的采样点选在所述H桥逆变结构和所述T型滤波器之间。6.根据权利要求1所述的单相两级式光伏逆变装置，其特征在于: 其中，所述控制单元模块选择变步长扰动法以实现MPPT，并向后级DC/AC模块输送功率。7.根据权利要求1所述的单相两级式光伏逆变装置，其特征在于: 其中，所述定点DSP芯片包括跟踪模块、电压环控制模块以及电流环控制模块。8.根据权利要求1所述的单相两级式光伏逆变装置，其特征在于: 其中，所述定点DSP芯片型号为TMS320F2812。
【专利摘要】本实用新型提供一种能宽范围输入、能实现电气隔离且设计制作简单的单相两级式光伏逆变装置。本实用新型提供的单相两级式光伏逆变装置的主电路模块包括T型滤波器、工频隔离变压器，T型滤波器和工频隔离变压器结合而成的单相两级式光伏逆变拓扑结构为单相两级式光伏逆变装置的主拓扑结构。本实用新型的单相两级式光伏逆变装置具有可实现光伏阵列电压的宽范围输入，也能实现前后级的功率解耦，控制简单且相互独立，增强了系统稳定性。本实用新型所涉及的单相两级式光伏逆变装置克服了无变压器型没有电气隔离的缺点，保证了电气安全，并相对于高频变压器隔离型设计与制作简单；能尽可能地减少开关频率引起的高频电流谐波。
【IPC分类】H02M7/48, H02J3/38, H02S40/32
【公开号】CN205232057
【申请号】CN201520931355
【发明人】罗海, 易映萍, 陆志杰, 渠博岗, 魏洁菲
【申请人】上海理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月20日