专利名称：大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种并网逆变器抑制启动冲击电流的数字化方法，属于并网逆变器控制方法的领域。
背景技术：
三相PWM型并网逆变器可实现以任意功率因数向电网馈送能量，随着可再生能源并网发电技术的发展，三相大功率并网逆变器的控制技术已成为研究的热点之一。并网逆变器在实际运行中，由于闭环电流反馈控制的存在，通常只控制电流数字控制器的电流给定，而将输出的初始值设为O。由于并网时刻的不同和DSP控制滞后的影响，并网逆变器的输出电压与电网电压在并网瞬间存在幅值与相位差，等效电路图如图3所示，会造成并网瞬间电感冲击电流过大。另外，并网电流过大易造成电感饱和，从而会使 得电路中电流激增，进而引起保护装置动作，甚至损坏开关器件。图I和图2为常见的三相并网逆变器拓扑电路图，目前常用的并网启动方法有如下几种第一种方法是通过并网冲击电流与投入时刻的关系，选择最佳点将并网逆变器切入电网，这种方法是抑制单相逆变器并网冲击电流的有效方法之一，但是对于三相并网逆变器，三相相差120°，不可能同时达到最佳时刻点，并网时刻仍然会使至少一相存在冲击电流，会对逆变器与电网造成影响；第二种方法是并网继电器闭合之前，使逆变器处于独立运行模式，将逆变器的输出电压与市电电压同频同相同幅值后，再闭合并网开关，这种方法可以有效减小启动冲击电流，但是在并网前逆变器已工作，会造成部分能量的浪费，且逆变器由独立模式过渡到并网模式时,过程较为复杂,有产生冲击电流的可能性。
发明内容
本发明就是针对传统技术的不足，提出的一种用于抑制大功率并网逆变器的启动冲击电流的装置，解决了大功率并网系统中由于启动冲击电流的存在，对开关器件及电网造成的不良影响，同时提出了一种在任何时刻并网均可抑制冲击电流的有效方法。本发明所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置为在交直流逆变器的交流侧依次配置有滤波电感、电流传感器、交流电压传感器、交流缓冲继电器及交流继电器，在交直流逆变器的直流侧配置有PWM单元(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)、DSP控制单元(Digital Signal Processing,数字信号处理)及电压电流采样单元，同时在交直流逆变器的直流侧还配置有电压测量单元。所述的DSP控制单元内有电流数字控制器及周期寄存器。所述的DSP控制单元内有三个电流数字控制器，所述的三个电流数字控制器分别控制三相并网电流。进一步的，所述的电流数字控制器为PI控制器。利用所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置实现数字化抑制的方法为第一步逆变器启动前，DSP控制单元封锁PWM单元脉冲，上位机的启动命令下传到DSP控制单元后，DSP控制单元检测三相市电电压、通过锁相环节获得市电电压的相位与频率、通过电压、电流采样单元获得三相市电电压的瞬时值化仏)> uh (k) > uc (k)；
第二步根据三相市电电压的采样值100、外(10、《。(10和逆变器直流侧电压测量单元的电压采样值Vd。以及DSP控制单元的事件管理器中周期寄存器的TlPR值，得到
k时刻三相市电调制波
权利要求
1.大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置，其特征在于，在交直流逆变器的交流侧依次配置有滤波电感、电流传感器、交流电压传感器、交流缓冲继电器及交流继电器，在交直流逆变器的直流侧配置有PWM单元、DSP控制单元及电压电流采样单元，同时在交直流逆变器的直流侧还配置有电压测量单元。
2.如权利要求I所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置，其特征在于，所述的DSP控制单元内有电流数字控制器及周期寄存器。
3.如权利要求I所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置，其特征在于，所述的DSP控制单元内有三个电流数字控制器，所述的三个电流数字控制器分别控制三相并网电流。
4.如权利要求2所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置，其特征在于，所述的电流数字控制器为PI控制器。
5.利用如权利要求I所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置实现数字化抑制的方法为 第一步逆变器启动前，DSP控制单元封锁PWM单元脉冲，上位机的启动命令下传到DSP控制单元后，DSP控制单元检测三相市电电压、通过锁相环节获得市电电压的相位与频率、通过电压、电流采样单元获得三相市电电压的瞬时值(k) > uh (k) > uc (k)； 第二步根据三相市电电压的采样值化00、外00、《。(10和逆变器直流侧电压测量单元的电压采样值Vd。以及DSP控制单元的事件管理器中周期寄存器的TlPR值，得到k时刻三相市电调制
6.如权利要求5所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的数字化抑制的方法，其特征为，当三相市电电压满足并网标准时，逆变器输出电压与市电同频同相同幅值。
7.如权利要求5所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的数字化抑制的方法，其特征为，所述DSP控制单元的电流数字控制器开始工作的条件为闭合交流继电器。
8.如权利要求5所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的数字化抑制的方法，其特征为，当电流数字控制器在* + 时刻投入运行时，将三相调制波在t + 时刻的值
9.如权利要求5所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的数字化抑制的方法，其特征为，当电流数字控制器在Α·+ 时刻投入运行后，Α·+ 时刻以后的三相调制波的值由电流数字控制器的差分方程计算得到的输出值来确定，不再由市电采样值的计算来确定。
10.如权利要求9所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的数字化抑制的方法，其特征为，所述的电流数字控制器的差分方程为
11.如权利要求10所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的数字化抑制的方法，其特征为，所述的给定电流指的是正弦交流电流指令。
全文摘要
本发明公开的是一种抑制大功率并网逆变器冲击电流的数字化方法，并网逆变器由直流电压源、三相逆变桥、滤波电感、滤波电容以及电流数字控制器组成，并网逆变器在响应启动命令时，将检测三相市电电压的幅值与相位，并根据市电电压计算出调制波的值，若直流侧电压满足逆变器并网最低电压，逆变器交流接触器闭合，将此刻调制波的值作为数字控制器输出的初始值并开始数字控制器的工作，使并网逆变器在初始时刻就达到稳态值，不经历过渡过程，即可实现并网无冲击。本发明适用于各种形式的PWM型并网逆变器，使得在任何时刻并网，并网电流均可以直接进入稳态，实现平滑无冲击并网。
文档编号H02M1/32GK102780414SQ20121000998
公开日2012年11月14日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者匡金华, 周志文, 张宇, 张晓琳, 李民英, 王多平 申请人:华中科技大学, 广东志成冠军集团有限公司