CN105914782A - 一种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法 - Google Patents

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Abstract

一种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，其能够有效地抑制并网逆变器在并网瞬态时发生的过流现象，达到其值与空载电流近似相等的效果，有效地保护了逆变装置，增加了逆变装置的安全性，增大了成功启动的几率。这种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，当并网装置收到启动命令后，以A相电网作为参考进行锁相，等待A相下个周期的过零点，再延时指定数量的中断周期，避免A、B、C三相过零点启动。

Description

一种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法
技术领域
本发明涉及电子电路的技术领域，具体地涉及一种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法。
背景技术
由于中断周期非连续，数字处理芯片的处理与实时值之间会产生误差，尤其在过零点处容易输出错误的PWM波形，出现过流故障；并且在并网装置启动时，电压环与电流环的参数均无初始值，在闭环运行后会有很大的超调现象产生，因此网侧电流会很高，在电抗器较小的情况下也会产生过流的现象，导致并网失败或装置损毁。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，其能够有效地抑制并网逆变器在并网瞬态时发生的过流现象，达到其值与空载电流近似相等的效果，有效地保护了逆变装置，增加了逆变装置的安全性，增大了成功启动的几率。
本发明的技术解决方案是：这种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，当并网装置收到启动命令后，以A相电网作为参考进行锁相，等待A相下个周期的过零点，再延时指定数量的中断周期，避免A、B、C三相过零点启动。
由于本发明以A相电网作为参考进行锁相，等待A相下个周期的过零点，再延时指定数量的中断周期，避免A、B、C三相过零点启动，因此能够有效地抑制并网逆变器在并网瞬态时发生的过流现象，达到其值与空载电流近似相等的效果，有效地保护了逆变装置，增加了逆变装置的安全性，增大了成功启动的几率。
附图说明
图1是根据本发明的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法的原理图。
图2是根据本发明的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法的相位示意图。
图3是现有的并网装置的原理图。
图4是并网装置馈网状态电压的矢量图。
图5是根据本发明的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法的锁相环的原理框图。
图6是根据本发明的方法做实验得到的网侧电流启动波形图。
具体实施方式
如图1所示，这种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，当并网装置收到启动命令后，以A相电网作为参考进行锁相，等待A相下个周期的过零点，再延时指定数量的中断周期，避免A、B、C三相过零点启动。图1中有CLARK变换，PARK变换，PI调节器，1/S为积分环节，W0为电网角频率，PARK反变换，SVPWM为调制算法。
由于本发明以A相电网作为参考进行锁相，等待A相下个周期的过零点，再延时指定数量的中断周期，避免A、B、C三相过零点启动，因此能够有效地抑制并网逆变器在并网瞬态时发生的过流现象，达到其值与空载电流近似相等的效果，有效地保护了逆变装置，增加了逆变装置的安全性，增大了成功启动的几率。
更具体地，该方法包括以下步骤：
(1)当并网装置收到启动命令后，电网三相电压UA、UB、UC经过CLARK变换，再进过PARK变换，得到d q轴的直流分量Ud、Uq，；
(2)直流分量Ud、Uq进入锁相环调节器，得到电网合成矢量角度θ；
(3)Ud、Uq、θ三个参数再进行PARK反变换后得到Ua、Ub；
(4)进行SVPWM调制，输出与网侧相同的电压值；
(5)采用开环启动指定数量的中断周期再投入闭环控制，开环时刻只输出略大于网侧电压值的输出电压，同时闭环通道的参数均进行计算，之后投入闭环运行状态。
优选地，并网输出电压值U_INV为电网电压值U_GRID与电抗器压降U_L的合成矢量电压，U_L＝jwL*I，其中w为电网角频率，L为电抗器电感量，I为并网电流值。
优选地，并网电流的限制范围是根据I＝U_L/jwL计算得到，其中w为电网角频率，L为电抗器电感量，U_L为电抗器压降。
优选地，所述步骤(2)中以A相电网的过零点为参考点，进行锁相环SPLL的计算，得到电网合成矢量角度θ。
图2是根据本发明的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法的相位示意图。由于软件锁相角度与数字处理芯片的中断周期有关，采样锁相后角度不可能连续，故存在角度误差，在过零点处启动逆变器，容易发生过流现象。针对这个问题，采用下述办法来解决，例如通过对三相Phase1Phase2 Phase3电网信号采样，以Phase1的过零点为参考点，进行软件锁相环SPLL的计算，可以得到电网合成矢量角度，当并网装置收到任意时刻的启动命令后，此时刻的电网合成角度为θ，由于中断周期是已知条件，程序先等待该角度的累加至下一个Phase1的过零点，之后可以延时N个中断周期，使装置在图中阴影内的时间段内启动，可以避开三相过零点启动时，过流的状态发生。
图3是现有的并网装置的原理图。由于并网装置多采用如图3所示电压外环，电流内环的双闭环控制，在启动后，由于双环控制系统的反馈量突变，导致给定通道的PI调节器有较大幅度的输出，如电压环饱和，输出的Ua、Ub即为并网装置输出的电压值，最终导致电流超调量过大。
图4是并网装置馈网状态电压的矢量图。由于并网装置馈网状态，输出的电压值U_INV为电网电压值U_GRID与电抗器压降U_L(＝jwL*I，w为电网角频率，L电抗器电感量，I并网电流值，)的合成矢量电压，如图4所示。
图5是根据本发明的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法的锁相环的原理框图。得到电网d q轴分量值，和电网合成矢量角度θ，不需要双闭环，仅将变量Ud、Uq、θ代入PARK反变换后，即是并网装置输出电压U_INV，在N个中断周期时间内，只需输出大于一定范围的网侧电压值U_GRID的电压，即电流的限制范围可根据电抗器电感量I＝U_L/jwL计算得到，与此同时闭环通道的调节器和反馈量都进行相关的运算。再经过该段时间后，投入闭环运行策略。
图6是根据本发明的方法做实验得到的网侧电流启动波形图。示波器1号与3号通道为两相的电流值，2号为母线电压值的交流耦合项。即启动时刻抑制了电流过大的情况发生。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，其特征在于：当并网装置收到启动命令后，以A相电网作为参考进行锁相，等待A相下个周期的过零点，再延时指定数量的中断周期，避免A、B、C三相过零点启动。
2.根据权利要求1所述的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)当并网装置收到启动命令后，电网三相电压UA、UB、UC经过CLARK变换，再进过PARK变换，得到d q轴的直流分量Ud、Uq，；
(2)直流分量Ud、Uq进入锁相环调节器，得到电网合成矢量角度θ；
(3)Ud、Uq、θ三个参数再进行PARK反变换后得到Ua、Ub；
(4)进行SVPWM调制，输出与网侧相同的电压值；
(5)采用开环启动指定数量的中断周期再投入闭环控制，开环时刻只输出略大于网侧电压值的输出电压，同时闭环通道的参数均进行计算，之后投入闭环运行状态。
3.根据权利要求2所述的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，其特征在于：并网输出电压值U_INV为电网电压值U_GRID与电抗器压降U_L的合成矢量电压，U_L＝jwL*I，其中w为电网角频率，L为电抗器电感量，I为并网电流值。
4.根据权利要求3所述的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，其特征在于：并网电流的限制范围是根据I＝U_L/jwL计算得到，其中w为电网角频率，L为电抗器电感量，U_L为电抗器压降。
5.根据权利要求2所述的应用于抑制并网逆变器并网瞬态过流的方法，其特征在于：所述步骤(2)中以A相电网的过零点为参考点，进行锁相环SPLL的计算，得到电网合成矢量角度θ。
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