CN104993687A - 一种并网逆变器的启动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种并网逆变器的启动控制方法，本发明并网逆变器的输出滤波器包含滤波电容。本发明通过检测输出滤波电容电流判断并网开关是否闭合，然后通过控制进网电流调节器的输入实现并网逆变器的软启动。本发明适用于LC或者LCL滤波的单相或三相并网逆变器，启动控制方法简单，无须考虑并网开关的闭合时间，具有并网开关的故障检测功能，无启动冲击电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种启动控制方法，尤其是一种并网逆变器的启动控制方法。
背景技术
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。为了减小并网逆变器的启动冲击电流，通常需要与并网开关串联缓启动电阻和辅助开关的并联支路。此外，由于接触器或继电器等并网开关的闭合时间较长，因此通常需要增加足够的延时，确保并网开关闭合后再加功率开关管的驱动信号。因此研究具有自动检测并网开关闭合功能和无启动冲击电流的启动控制方法，有着重要的理论意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中启动控制方法的缺点，提出一种具有自动检测并网开关闭合功能、无启动冲击电流和控制方法简单的除法器。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
本发明的一种并网逆变器的启动控制方法，所述并网逆变器的输出滤波器包含输出滤波电容，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将进网电流调节器的输入等于0
2)检测并网逆变器的输入电压，判断输入电压是否正常；
3)若输入电压正常，判断电网电压是否正常；
4)若电网电压正常，电网电压同步；
5)并网开关控制信号由低电平变为高电平；
6)检测进网电流，判断进网电流是否大于二分之一的输出滤波电容电流；
7)若满足条件2次，给功率开关管加驱动信号；
8)将进网电流调节器的输入等于进网参考电流与进网电流之差。
所述并网逆变器可为单相或三相并网逆变器中的一种。所述并网开关为接触器、继电器或全控功率半导体开关器件。所述输入电压的正常范围为0.8～1.2的额定输入电压。所述电网电压的正常范围为0.88～1.2的额定电网电压，其频率的正常范围为与额定频率误差的绝对值不大于0.5Hz(包括0.5Hz)。所述电网电压同步可采用锁相环(PLL)或电网电压过零检测中的一种。所述并网逆变器的功率开关管为IGBT或MOSFET。所述输出滤波电容电流和进网电流大小的判断可采用1个工频周期的有效值或绝对值的平均值进行比较。所述进网参考电流由外部电路提供。
本发明的并网逆变器的启动控制方法通过启动时检测进网电流的大小来判断并网开关是否闭合，无须考虑并网开关的闭合时间，实现简单；通过控制进网电流调节器的输入，实现了无启动冲击电流。可广泛应用于LC或LCL滤波的单相或三相并网逆变器中。
附图说明
图1：三相并网逆变器的系统图；
图2：并网逆变器的启动控制方法流程图。
图中的主要符号名称：Uin：输入电压，uga、ugb和ugc：a、b和c相的电网电压，iga、igb和igc：a、b和c相的进网电流，igr：进网参考电流，UK：并网开关控制信号，L1：逆变器侧输出滤波电感，L2：网侧输出滤波电感，Cf：输出滤波电容。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。
本发明的具体实施方式以三相并网逆变器为例，如图1所示。该三相并网逆变器包括基于高频开关的三相逆变器，LCL的低通滤波器，DSP控制器、采样电路、功率开关管驱动电路、并网开关K、并网开关驱动电路和电网。该并网逆变器输入电压由前级直直变换器提供。本发明的启动控制方法由DSP控制器实现。
由图2可知，本发明的一种并网逆变器的启动控制方法，所述并网逆变器的输出滤波器包含输出滤波电容，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将进网电流调节器的输入等于0
2)检测并网逆变器的输入电压，判断输入电压是否正常；
3)若输入电压正常，判断电网电压是否正常；
4)若电网电压正常，电网电压同步；
5)并网开关控制信号UK由低电平变为高电平；
6)检测进网电流，判断进网电流是否大于二分之一的输出滤波电容电流；
7)若满足条件2次，给功率开关管加驱动信号；
8)将进网电流调节器的输入等于进网参考电流与进网电流之差。
所述并网逆变器可为单相或三相并网逆变器中的一种。所述并网开关为接触器、继电器或全控功率半导体开关器件。所述输入电压的正常范围为0.8～1.2的额定输入电压。所述电网电压的正常范围为0.88～1.2的额定电网电压，其频率的正常范围为与额定频率误差的绝对值不大于0.5Hz(包括0.5Hz)。所述电网电压同步可采用锁相环(PLL)或电网电压过零检测中的一种。所述并网逆变器的功率开关管为IGBT或MOSFET。所述输出滤波电容电流和进网电流大小的判断可采用1个工频周期的有效值或绝对值的平均值进行比较。所述进网参考电流的输入由外部电路提供。
所述进网电流调节器的输出作为并网逆变器功率开关管驱动电路的输入。
具体实例：输出滤波电容电流ica可由输出滤波电容值和电网电压计算得到，即
ica＝ωCfuga (1)
式中，ω为电网角频率。
若为基于旋转坐标控制的三相并网逆变器，输出滤波电容电流和进网电流大小的判断可根据对应电流的交轴分量进行比较。
Claims (10)
1.一种并网逆变器的启动控制方法，所述并网逆变器的输出滤波器包含输出滤波电容，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将进网电流调节器的输入等于0
2)检测并网逆变器的输入电压，判断输入电压是否正常；
3)若输入电压正常，判断电网电压是否正常；
4)若电网电压正常，电网电压同步；
5)并网开关控制信号由低电平变为高电平；
6)检测进网电流，判断进网电流是否大于二分之一的输出滤波电容电流；
7)若满足条件2次，给功率开关管加驱动信号；
8)将进网电流调节器的输入等于进网参考电流与进网电流之差。
2.根据权利要求1所述的并网逆变器的启动控制方法，所述并网逆变器可为单相或三相并网逆变器中的一种。
3.根据权利要求1所述的并网逆变器的启动控制方法，所述并网开关为接触器、继电器或全控功率半导体开关器件。
4.根据权利要求1所述的并网逆变器的启动控制方法，所述输入电压的正常范围为0.8～1.2的额定输入电压。
5.根据权利要求1所述的并网逆变器的启动控制方法，所述电网电压的正常范围为0.88～1.2的额定电网电压。
6.根据权利要求3所述的电网电压，其频率的正常范围为与额定频率误差的绝对值不大于0.5Hz(包括0.5Hz)。
7.根据权利要求1所述的并网逆变器的启动控制方法，所述电网电压同步可采用锁相环(PLL)或电网电压过零检测中的一种。
8.根据权利要求1所述的并网逆变器的启动控制方法，所述并网逆变器的功率开关管为IGBT或MOSFET。
9.根据权利要求1所述的并网逆变器的启动控制方法，所述输出滤波电容电流和进网电流大小的判断可采用1个工频周期的有效值或绝对值的平均值进行比较。
10.根据权利要求1所述的并网逆变器的启动控制方法，所述进网参考电流由外部电路提供。
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