CN104333253B - 一种离网逆变器控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离网逆变器控制方法及系统，通过在控制环中分别加入负载电流微分前馈控制及电容电压微分前馈控制，从而使控制环的输出发生变化，使得输出负荷的阻抗变化得到了叠加，从而实现控制环输出的控制量根据负荷的变化而变化，能够在负荷发生变化后，控制环快速的响应变化，进而使得输出电压更稳定，用电负荷更安全。

Description

一种离网逆变器控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种离网逆变器控制方法及系统。

背景技术

目前，为了使离网逆变器具有带可变负载的能力，通常通过输出滤波器进行优化，然而，通常使用的输出滤波器在优化过程中，主要针对固定负荷，在负荷发生变化时，会使输出电压波动很大，尤其是离网逆变器满功率投切负荷时，输出电压波动很大，甚至会导致离网逆变器输出过压，进而损坏用电负荷。

为了保证离网逆变器输出电压的稳定及用电负荷的安全，亟需一种针对带可变负载的离网逆变器的控制方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种离网逆变器控制方法及系统，以解决现有技术中离网逆变器带可变负载时容易造成输出电压不稳及用电负荷不安全的问题，其具体方案如下：

一种离网逆变器控制方法，包括：

检测离网逆变器输出的负载电流及电容电压；

对所述负载电流进行微分计算，同时对所述电容电压进行微分计算；

将微分计算后的负载电流及电容电压加入到控制环，得到输出控制信号；

将所述输出控制信号输出至所述离网逆变器，以控制所述离网逆变器工作。

进一步的，对所述负载电流进行微分计算，具体为：

对所述负载电流进行微分，并对微分后的负载电流进行限幅控制，得到第一限幅结果，使所述微分后的负载电流的幅值限定在第一预定范围内。

进一步的，还包括:

将所述第一限幅结果进行坐标变换，并将经过坐标变换后的第一限幅结果前馈到所述控制环。

进一步的，所述对所述电容电压进行微分计算，具体为：

对所述电容电压进行微分，并对微分后的电容电压进行限幅控制，得到第二限幅结果，使所述微分后的负载电流的幅值限定在第二预定范围内。

进一步的，还包括：

将所述第二限幅结果进行解耦滤波控制，并将经过解耦滤波控制的第二限幅结果前馈到所述控制环。

一种离网逆变器控制系统，包括：检测单元，与所述检测单元相连的第一微分控制单元，与所述检测单元相连的第二微分控制单元，与所述第一微分控制单元及所述第二微分控制单元分别相连的输出单元，其中：

所述检测单元用于检测离网逆变器输出的负载电流及电容电压；

所述第一微分控制单元用于对所述负载电流进行微分计算；

所述第二微分控制单元用于对所述电容电压进行微分计算；

所述输出单元用于将微分计算后的负载电流及电容电压加入到控制环，得到输出控制信号，并将所述输出控制信号输出至所述离网逆变器，以控制所述离网逆变器工作。

进一步的，所述第一微分控制单元具体包括：第一微分子单元，与所述第一微分子单元相连的第一限定单元，其中：

所述第一微分子单元用于对负载电流进行微分；

所述第一限定单元用于对微分后的负载电流进行限幅控制，得到第一限幅结果，使所述微分后的负载电流的幅值限定在第一预定范围内。

进一步的，所述第一微分控制单元还包括：与所述第一限定单元相连的坐标变换单元，具体的：

所述坐标变换单元用于将所述第一限幅结果进行坐标变换，并将经过坐标变换后的第一限幅结果前馈到所述控制环。

进一步的，所述第二微分控制单元包括：第二微分子单元，与所述第二微分子单元相连的第二限定单元，其中：

所述第二微分子单元用于对电容电压进行微分；

所述第二限定单元用于对微分后的电容电压进行限幅控制，得到第二限幅结果，使所述微分后的电容电压的幅值限定在第二预定范围内。

进一步的，所述第二微分控制单元还包括：与所述第二限定单元相连的滤波单元，具体的：

所述滤波单元用于将所述第二限幅结果进行解耦滤波控制，并将经过解耦滤波控制的第二限幅结果前馈到所述控制环。

从上述技术方案可以看出，本申请公开的离网逆变器控制方法及系统，通过在控制环中分别加入负载电流微分前馈控制及电容电压微分前馈控制，从而使控制环的输出发生变化，使得输出负荷的阻抗变化得到了叠加，从而实现控制环输出的控制量根据负荷的变化而变化，能够在负荷发生变化后，控制环快速的响应变化，进而使得输出电压更稳定，用电负荷更安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种离网逆变器控制方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的一种离网逆变器控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种第一微分控制单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种离网逆变器控制方法，其流程图如图1所示，包括：

步骤S11、检测离网逆变器输出的负载电流及电容电压；

其中，离网逆变器可以为三相逆变器，可以为带变压器的逆变器，也可以为不带变压器的逆变器。

步骤S12、对负载电流进行微分计算，同时对电容电压进行微分计算；

逆变器采用电压电流双环控制的方式实现对输出电压的控制。

对负载电流进行微分，并对微分后的负载电流进行限幅控制，得到第一限幅结果，使微分后的负载电流的幅值限定在第一预定范围内，并将第一限幅结果进行坐标变换，并将经过坐标变换后的第一限幅结果前馈到控制环，以实现更稳定的输出电压。

具体的，将限幅后的负载电流微分信号前馈到控制环，具体为：将限幅后的负载电流加入到正序反park变换输入，以实现对负载电流的微分前馈控制。通过对因负载突变导致的电感电压的变化进行补偿，达到稳定的输出电压，从而提高系统动态响应的效果。

对电容电压进行微分计算，具体为：对电容电压进行微分，并对微分后的电容电压进行限幅控制，得到第二限幅结果，使微分后的电容电压的限幅限定在第二预定范围内，并将第二限幅结果进行解耦滤波控制，将经过解耦滤波控制的第二限幅结果前馈到控制环。

步骤S13、将微分计算后的负载电流及电容电压加入到控制环，得到输出控制信号；

步骤S14、将输出控制信号输出至离网逆变器，以控制离网逆变器的工作。

本申请公开的离网逆变器控制方法，通过在控制环中分别加入负载电流微分前馈控制及电容电压微分前馈控制，从而使控制环的输出发生变化，使得输出负荷的阻抗变化得到了叠加，从而实现控制环输出的控制量根据负荷的变化而变化，能够在负荷发生变化后，控制环快速的响应变化，进而使得输出电压更稳定，用电负荷更安全。

本实施例公开了一种离网逆变器控制系统，其结构示意图如图2所示，包括：

检测单元21，与检测单元21相连的第一微分控制单元22，与检测单元21相连的第二微分控制单元23，与第一微分控制单元及第二微分控制单元23分别相连的输出单元24，具体的：

其中，离网逆变器可以为三相逆变器，可以为带变压器的逆变器，也可以为不带变压器的逆变器。

检测单元21用于检测离网逆变器输出的负载电流及电容电压。

第一微分控制单元22用于对负载电流进行微分计算。

逆变器采用电压电流双环控制的方式实现对输出电压的控制。

具体的，第一微分控制单元22的结构示意图如图3所示，包括：第一微分子单元221，与第一微分子单元221相连的第一限定单元222。

其中：第一微分子单元221用于对负载电流进行微分，第一限定单元222用于对微分后的负载电流进行限幅控制，得到第一限幅结果，使微分后的负载电流的幅值限定在第一预定范围内，即第一限定单元222用于对微分后的负载电流进行限幅，将限幅后的负载电流进行前馈控制，使其前馈到控制环，即电压电流控制环。

具体的，将限幅后的负载电流微分信号前馈到控制环，具体为：将限幅后的负载电流加入到正序反park变换输入，以实现对负载电流的微分前馈控制。通过对因负载突变导致的电感电压的变化进行补偿，达到稳定的输出电压，从而提高系统动态响应的效果。

优选的，本实施例公开的离网逆变器控制系统中的第一微分控制单元22还可以包括：与第一限定单元222相连的坐标变换单元223。

其中，坐标变换单元223用于将限定单元222的第一限幅结果进行坐标变换，并将经过坐标变换后的第一限幅结果前馈到控制环，以实现更稳定的输出电压。

第二微分控制单元23用于对电容电压进行微分计算，具体的：

第二微分控制单元包括：第二微分子单元，与第二微分子单元相连的第二限定单元。

第二微分子单元用于对电容电压进行微分，第二限定单元用于对微分后的电容电压进行限幅控制，得到第二限幅结果，使微分后的电容电压的幅值限定在第二预定范围内。

另外，第二微分控制单元还包括：与第二限定单元相连的滤波单元。

滤波单元用于将第二限幅结果进行解耦滤波控制，并将经过解耦滤波控制的第二限幅结果前馈到控制环。

输出单元24用于将微分计算后的负载电流及电容电压加入到控制环，得到输出控制信号，并将输出控制信号输出至离网逆变器，以控制离网逆变器工作。

本申请公开的离网逆变器控制系统，通过在控制环中分别加入负载电流微分前馈控制及电容电压微分前馈控制，从而使控制环的输出发生变化，使得输出负荷的阻抗变化得到了叠加，从而实现控制环输出的控制量根据负荷的变化而变化，能够在负荷发生变化后，控制环快速的响应变化，进而使得输出电压更稳定，用电负荷更安全。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种离网逆变器控制方法，其特征在于，包括：

检测离网逆变器输出的负载电流及电容电压；

对所述负载电流进行微分计算，同时对所述电容电压进行微分计算；

将微分计算后的负载电流及电容电压加入到控制环，得到输出控制信号；

将所述输出控制信号输出至所述离网逆变器，以控制所述离网逆变器工作；

对所述负载电流进行微分计算，具体为：

对所述负载电流进行微分，并对微分后的负载电流进行限幅控制，得到第一限幅结果，使所述微分后的负载电流的幅值限定在第一预定范围内；

将所述第一限幅结果进行坐标变换，并将经过坐标变换后的第一限幅结果前馈到所述控制环。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电容电压进行微分计算，具体为：

对所述电容电压进行微分，并对微分后的电容电压进行限幅控制，得到第二限幅结果，使所述微分后的电容电压的幅值限定在第二预定范围内。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述第二限幅结果进行解耦滤波控制，并将经过解耦滤波控制的第二限幅结果前馈到所述控制环。

4.一种离网逆变器控制系统，其特征在于，包括：检测单元，与所述检测单元相连的第一微分控制单元，与所述检测单元相连的第二微分控制单元，与所述第一微分控制单元及所述第二微分控制单元分别相连的输出单元，其中：

所述检测单元用于检测离网逆变器输出的负载电流及电容电压；

所述第一微分控制单元用于对所述负载电流进行微分计算；

所述第二微分控制单元用于对所述电容电压进行微分计算；

所述输出单元用于将微分计算后的负载电流及电容电压加入到控制环，得到输出控制信号，并将所述输出控制信号输出至所述离网逆变器，以控制所述离网逆变器工作；

所述第一微分控制单元具体包括：第一微分子单元，与所述第一微分子单元相连的第一限定单元，与所述第一限定单元相连的坐标变换单元，其中：

所述第一微分子单元用于对负载电流进行微分；

所述第一限定单元用于对微分后的负载电流进行限幅控制，得到第一限幅结果，使所述微分后的负载电流的幅值限定在第一预定范围内；

所述坐标变换单元用于将所述第一限幅结果进行坐标变换，并将经过坐标变换后的第一限幅结果前馈到所述控制环。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二微分控制单元包括：第二微分子单元，与所述第二微分子单元相连的第二限定单元，其中：

所述第二微分子单元用于对电容电压进行微分；

所述第二限定单元用于对微分后的电容电压进行限幅控制，得到第二限幅结果，使所述微分后的电容电压的幅值限定在第二预定范围内。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二微分控制单元还包括：与所述第二限定单元相连的滤波单元，具体的：

所述滤波单元用于将所述第二限幅结果进行解耦滤波控制，并将经过解耦滤波控制的第二限幅结果前馈到所述控制环。