一种三相并网逆变器的无缝并网控制器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种并网逆变器的无缝并网控制方法，尤其是一种三相并网逆变器的无缝并网控制器及其控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着化石能源和环境污染的日期加剧，可再生能源的发展和应用受到世界各国的广泛关注。在分布式发电系统中，由于太阳能和燃料电池等可再生能源的输出为直流电，电网电压为频率和幅值固定的交流电，因此需要并网逆变器进行能量转换。由于并网逆变器的负载为电网，为电压源，因此为了减小对电网的冲击，要求并网逆变器实现无缝并网。为了实现三相并网逆变器的无缝并网，通常需要将电压控制模式转换为电流控制模式，控制复杂。此外，在电网电压畸变的情况下，无法保证并网时并网逆变器的输出电压与电网电压完全一致，因此很难实现并网逆变器的无缝并网。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术中无缝并网控制方法的缺点，提出一种无须模式切换、控制简单和可实现无缝并网的三相并网逆变器的无缝并网控制器及其控制方法。
[0004]本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:
[0005]本发明的一种三相并网逆变器的无缝并网控制器，所述三相并网逆变器包括依次连接的三相逆变桥、滤波器和并网开关，其特征在于包括数字信号处理器、并网开关驱动电路和逆变器功率管驱动电路，其中数字信号处理器包括空间矢量脉冲宽度调制模块、进网电流abc/dq坐标旋转变换模块、电网电压abc/dq坐标旋转变换模块、锁相环PLL模块、dq/α β坐标旋转变换模块、进网交轴电流控制器和进网直轴电流控制器，进网电流abc/dq坐标旋转变换模块的输入端分别接三相并网逆变器中的三相进网反馈电流和锁相环PLL模块的输出端，锁相环PLL模块的输入端接三相并网逆变器中的三相电网反馈电压，电网电压abc/dq坐标旋转变换模块的输入端分别接三相电网反馈电压和锁相环PLL模块的输出端，进网交轴电流控制器的输入端分别接电网电压abc/dq坐标旋转变换模块的电网交轴电压输出端、进网电流abc/dq坐标旋转变换模块的输出端、进网交轴参考电流和并网选通信号，进网直轴电流控制器的输入端分别接电网电压abc/dq坐标旋转变换模块的电网直轴电压输出端、进网电流abc/dq坐标旋转变换模块的输出端、进网直轴参考电流和并网选通信号，dq/α β坐标旋转变换模块的输入端分别接进网交轴电流控制器的输出端、进网直轴电流控制器的输出端和锁相环PLL模块的输出端，dq/a β坐标旋转变换模块的输出端依次串接空间矢量脉冲宽度调制模块、逆变器功率管驱动电路后接三相并网逆变器中三相逆变桥各个功率开关管，数字信号处理器的并网开关控制信号输出端串接并网开关驱动电路后接三相并网逆变器中并网开关的输入端。
[0006]所述的三相并网逆变器的无缝并网控制器的控制方法，其特征在于交轴补偿电压为空载并网时进网交轴电流调节器的输出，并网前，选通信号(SW)为0，即进网直轴和交轴电流调节器的输入都为O，当锁相角与电网电压同步后，将并网开关控制信号由低电平变为高电平，延时0.5s给功率开关管加驱动信号，并将选通信号(SW)设为1，即进网交轴和直轴电流调节器的输入分别为第一和第二误差计算单元的输出。
[0007]本发明通过加入交轴补偿电压和对进网直交轴电流调节器的输入控制实现无缝并网；不存在电压控制模式和电流控制模式之间的切换，控制简单。本发明适用于以MOSFET、IGBT、继电器和接触器等为并网开关，可用于太阳能、风能和燃料电池发电的可并网运行的分布式发电系统。
【附图说明】
[0008]图1:本发明的一种具体实现方法电路原理图。
[0009]图中的主要符号名称:Uin:输入电压，uga、ugb和u@:a、b和c相的电网电压，i ga、igb和i^a、b和c相的进网电流，U κ:并网开关控制信号，L 1:逆变器侧输出滤波电感，L 2:网侧输出滤波电感，Cf:输出滤波电容，K:并网开关，ugjP ugq:电网直轴和交轴电压，i gd^P i gq:进网直轴和交轴电流，u/和u 二直轴和交轴参考电压，u /和u /: α和β轴的参考电压，igdlP igq%进网直轴和交轴参考电流，AujP Λ uq:进网直轴和交轴电流调节器的输出，U。:交轴补偿电压，Θ:锁相角。
[0010]图2:本发明的无缝并网过程流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。
[0012]根据附图叙述本发明的【具体实施方式】。由图1可知，三相并网逆变器包括依次连接的三相逆变桥、滤波器和并网开关，三相并网逆变器的无缝并网控制器包括数字信号处理器DSP、并网开关驱动电路和逆变器功率管驱动电路，其中数字信号处理器DSP包括空间矢量脉冲宽度调制SVPffM模块、进网电流abc/dq坐标旋转变换模块、电网电压abc/dq坐标旋转变换模块、锁相环PLL模块、dq/α β坐标旋转变换模块、进网交轴电流控制器和进网直轴电流控制器，进网电流abc/dq坐标旋转变换模块的输入端分别接三相并网逆变器中的三相进网反馈电流和锁相环PLL模块的输出端，锁相环PLL模块的输入端接三相并网逆变器中的三相电网反馈电压，电网电压abc/dq坐标旋转变换模块的输入端分别接三相电网反馈电压和锁相环PLL模块的输出端，进网交轴电流控制器的输入端分别接电网电压abc/dq坐标旋转变换模块的电网交轴电压输出端、进网电流abc/dq坐标旋转变换模块的输出端、进网交轴参考电流和并网选通信号，进网直轴电流控制器的输入端分别接电网电压abc/dq坐标旋转变换模块的电网直轴电压输出端、进网电流abc/dq坐标旋转变换模块的输出端、进网直轴参考电流和并网选通信号，dq/α β坐标旋转变换模块的输入端分别接进网交轴电流控制器的输出端、进网直轴电流控制器的输出端和锁相环PLL模块的输出端，dq/a β坐标旋转变换模块的输出端依次串接空间矢量脉冲宽度调制SVPffM模块、逆变器功率管驱动电路后接三相并网逆变器中三相逆变桥各个功率开关管，数字信号处理器DSP的并网开关控制信号输出端串接并网开关驱动电路后接三相并网逆变器中并网开关的输入端。
[0013]所述进网电流abc/dq坐标旋转变换模块的输出分别为进网直轴电流和进网交轴电流。
[0014]所述电网电压abc/dq坐标旋转变换模块的输出分别为电网直轴电压和电网交轴电压。
[0015]所述的三相并网逆变器的无缝并网控制器，其特征在于所述进网交轴电流控制器由第一误差计算单元、第一选通器、进网交轴电流调节器和加法器构成，第一误差计算单元的输入端分别接进网交轴参考电流和进网电流abc/dq坐标旋转变换模块的进网交轴电流输出端，第一误差计算单元的输出端接第一选通器的I电平选通输入端，第一选通器的O电平选通输入端接O电平，第一选通器的控制端接选通信号(SW)，第一选通器的输出端接进网交轴电流调节器的输入端，加法器的输入端分别接进网交轴电流调节器的输出端、电网电压abc/dq坐标旋转变换模块的电网交轴电压输出端、交轴补偿电压和交轴解親分量，加法器的输出端接dq/α β坐标旋转变换模块的交轴参考电压输入端。
[0016]所述交轴解耦分量是进网直轴电流与ω (L1U2)的积，其中ω为电网角频率,LfL2为每相滤波器的总电感。
[0017]所述的三相并网逆变器的无缝并网控制器，其特征在于所述进网直轴电流控制器由第二误差计算单元、第二选通器、进网直轴电流调节器和补偿器构成，第二误差计算单元