CN104917458B - 一种无传感器检测输出电流的方法及其电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无传感器检测输出电流的方法及其电路，电路为在太阳能电力系统上设置检测输出电压的电压传感器和检测控制电感电流的电流传感器，方法包括以下步骤：a、检测系统输出电压U、检测控制电感电流IL；b、计算在一定时间Δt内输出电压U变化量ΔU；c、计算电容电流Ic，交流电会对电容进行充放电，产生电容电流为：Ic=电容容值*电压变化率=C*（ΔU/Δt）；d、计算输出电流Io：Io=IL‑Ic。本发明无需检测输出电流的电流传感器便能获得输出电流的精确值，进而能提高了功率因数的精度。

Description

一种无传感器检测输出电流的方法及其电路
技术领域
本发明涉及光伏发电领域；特别涉及一种无传感器检测输出电流的方法及其电路。
背景技术
光伏逆变器是通过逆变电路将PV面板的直流电转换为交流电，并传输给电网或者负载。对于逆变电路，因涉及到控制算法，故对电感电流IL和输出电压U的精度和实时性要求都比较高，需要电压传感器V和电流传感器CT1进行实时采样。在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据，主要用来衡量电气设备效率高低的一个系数：功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。因此，各个国家对光伏逆变器的功率因数都有一定的要求。有些安规希望功率因数越接近1越好；有些安规则希望功率因数为一个固定值（比如澳洲昆士兰州要求功率因数恒为0.9）。这就要求逆变器对功率因数进行控制、调节。功率因数cosΦ计算公式为：cosΦ = 有功功率/视在功率 = Po / So 这就需要知道输出电压U和输出端电流Io。由图2可知，U已经被采样了。但因LC回路的存在，交流电会对电容进行充放电，产生电流Ic，导致IL≠Io。如果在计算中直接使用IL替代Io，将导致较大的误差。为保证cosΦ的精度，目前技术多采用另一个CT2检测Io。具体如图1所示，该方法虽然保证了精度，但也增加了成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、高精度无传感器检测输出电流的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无传感器检测输出电流的方法，其用于检测太阳能电力系统输出电流，所述太阳能电力系统包括PV面板；与所述PV面板相连的boost电路；与所述boost电路相连的逆变电路；依次串联于所述逆变电路两端的第一控制电感、负载、第二控制电感；与所述负载并联且与第一控制电感和第二控制电感形成LC电路的电容，其包括以下步骤：
a、检测系统输出电压U、检测控制电感电流IL；
b、计算在一定时间Δt内输出电压U变化量ΔU；
c、计算电容电流Ic，交流电会对电容进行充放电，产生电容电流为：
Ic=电容容值*电压变化率=C*（ΔU/Δt）；
d、计算输出电流Io：
Io=IL-Ic。
本发明还提供一种低成本、高精度无传感器检测输出电流的电路，其用于检测太阳能电力系统输出电流，它由所述太阳能电力系统包括PV面板、与所述PV面板相连的boost电路、与所述boost电路相连的逆变电路、依次串联于所述逆变电路两端的第一控制电感/负载/第二控制电感、与所述负载并联且与第一控制电感和第二控制电感形成LC电路的电容、用于检测系统输出电压U的电压传感器、用于检测控制电感电流的电流传感器组成；所述电流传感器串联于第一控制电感和负载之间，所述电压传感器并联于负载两端。
优化的，所述电压传感器一端连接于第一控制电感和电流传感器之间，其另一端连接于电容与第二控制电感之间。
本发明的有益效果在于：本发明无需检测输出电流的电流传感器便能获得输出电流的精确值，进而能提高了功率因数的精度。
附图说明
附图1为当前检测输出电流的系统框图；
附图2为本发明中检测输出电流的系统框图
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：
该无传感器检测输出电流的电路用于检测太阳能电力系统输出电流，如图2所示，它由所述太阳能电力系统包括PV面板、与所述PV面板相连的boost电路、与所述boost电路相连的逆变电路、依次串联于所述逆变电路两端的第一控制电感/负载/第二控制电感、与所述负载并联的电容、用于检测系统输出电压U的电压传感器、用于检测控制电感电流IL的电流传感器组成；所述电流传感器串联于第一控制电感和负载之间，所述电压传感器并联于负载两端。在本实施例中，所述电压传感器一端连接于第一控制电感和电流传感器之间，其另一端连接于电容与第二控制电感之间。
利用上述电路检测输出电流的方法包括以下步骤：
a、检测系统输出电压U、检测控制电感电流IL；
b、计算在一定时间Δt内输出电压U变化量ΔU；
c、计算电容电流Ic，交流电会对电容进行充放电，产生电容电流为：
Ic=电容容值*电压变化率=C*（ΔU/Δt）；
d、计算输出电流Io：
Io=IL-Ic。
根据Io能精确计算出功率因素，从而对功率因数作出准确调整，提高了设备的利用率，减小了线路供电损失。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种无传感器检测输出电流的方法，其用于检测太阳能电力系统输出电流，所述太阳能电力系统包括PV面板；与所述PV面板相连的boost电路；与所述boost电路相连的逆变电路；依次串联于所述逆变电路两端的第一控制电感、负载、第二控制电感；与所述负载并联且与第一控制电感和第二控制电感形成LC电路的电容，其特征在于，其包括以下步骤：
a、检测系统输出电压U、检测控制电感电流IL；
b、计算在一定时间Δt内输出电压U变化量ΔU；
c、计算电容电流Ic，交流电会对电容进行充放电，产生电容电流为：
Ic=电容容值*电压变化率=C*（ΔU/Δt）；
d、计算输出电流Io：
Io=IL-Ic。
2.一种无传感器检测输出电流的电路，其用于检测太阳能电力系统输出电流，其特征在于：它由所述太阳能电力系统包括PV面板、与所述PV面板相连的boost电路、与所述boost电路相连的逆变电路、依次串联于所述逆变电路两端的第一控制电感和负载以及第二控制电感、与所述负载并联的电容、用于检测系统输出电压U的电压传感器、用于检测控制电感电流的电流传感器组成；所述电流传感器串联于第一控制电感和负载之间，所述电压传感器并联于负载两端。
3.根据权利要求2所述的无传感器检测输出电流的电路，其特征在于：所述电压传感器一端连接于第一控制电感和电流传感器之间，其另一端连接于电容与第二控制电感之间。
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