CN108448922B - 一种无变压器的单相逆变器的调制方法 - Google Patents

一种无变压器的单相逆变器的调制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108448922B
CN108448922B CN201810501172.5A CN201810501172A CN108448922B CN 108448922 B CN108448922 B CN 108448922B CN 201810501172 A CN201810501172 A CN 201810501172A CN 108448922 B CN108448922 B CN 108448922B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase inverter
phase
modulation
section
power switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810501172.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108448922A (zh
Inventor
粟梅
唐忠廷
程斌
孙尧
王辉
郭斌
蒋涛文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201810501172.5A priority Critical patent/CN108448922B/zh
Publication of CN108448922A publication Critical patent/CN108448922A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108448922B publication Critical patent/CN108448922B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054Transistor switching losses
    • H02M1/0058Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • H02M1/385Means for preventing simultaneous conduction of switches with means for correcting output voltage deviations introduced by the dead time
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明实施例提供一种无变压器的单相逆变器的调制方法,包括:若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制;否则,若单相逆变器的瞬时功率为正,则对单相逆变器进行单极性调制,若单相逆变器的瞬时功率为负,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。本发明实施例提供的一种无变压器的单相逆变器的调制方法,通过切换单极性调制、高频插死区调制和交流旁路开关动作调制方法,以满足无变压器型单相逆变器高转换效率、高电能质量以及无功功率可调的要求,为电网支撑型光伏发电技术奠定了基础。

Description

一种无变压器的单相逆变器的调制方法
技术领域
本发明实施例涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种无变压器的单相逆变器的调制方法。
背景技术
目前,作为化解能源危机与环境污染问题的有效途径之一,新能源光伏发电技术已经得到广泛的应用。其中,中小功率的光伏电能转换装置是光伏发电并网的重要枢纽。
单相逆变器,因其具有转换效率高、体积小、功率密度大、可靠性能高和电磁兼容性好等性能,成为了中小功率的光伏电能转换装置的首选。现有的中小功率单相逆变器多采用无变压器型的逆变器拓扑。无变压器型的单相逆变器去除了具有电气隔离的变压器,减小了装置的体积,提高了转换效率。
然而,对于光伏并网逆变器,除了要满足高转换效率、高电能质量之外,还要求其具有无功功率可调的功能。现有的无变压器单相逆变器的调制方法无法同时满足以上三种性能,因而,如何基于无变压器的单相逆变器同时满足高转换效率、高电能质量和无功功率可调,对电力电子领域提出了新的挑战。
发明内容
本发明实施例提供一种无变压器的单相逆变器的调制方法,用以解决现有的无变压器单相逆变器的调制方法无法同时满足高转换效率、高电能质量和无功功率可调三种性能的问题。
一方面,本发明实施例提供一种无变压器的单相逆变器的调制方法,包括:若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制;否则,若单相逆变器的瞬时功率为正,则对单相逆变器进行单极性调制,若单相逆变器的瞬时功率为负,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。
另一方面,本发明实施例提供一种无变压器的单相逆变器的调制装置,包括:高频插死区调制单元,用于若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制;单极性调制单元,用于若单相逆变器的相位不处于电压过零点区间和电流过零点区间且单相逆变器的瞬时功率为正,则对单相逆变器进行单极性调制;交流旁路开关动作调制单元,用于若单相逆变器的相位不处于电压过零点区间和电流过零点区间且单相逆变器的瞬时功率为负,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。
再一方面,本发明实施例提供一种无变压器的单相逆变器的调制设备,包括处理器、通信接口、存储器和总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过总线完成相互间的通信,处理器可以调用存储器中的逻辑指令,以执行如前所述的无变压器的单相逆变器的调制方法。
又一方面,本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的无变压器的单相逆变器的调制方法。
本发明实施例提供的一种无变压器的单相逆变器的调制方法,通过切换单极性调制、高频插死区调制和交流旁路开关动作调制方法,以满足无变压器型单相逆变器高转换效率、高电能质量以及无功功率可调的要求,为并网友好型、电网支撑型光伏发电技术奠定了基础。
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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本发明实施例的一种无变压器的单相逆变器的结构示意图;
图2为本发明实施例的一种区间划分示意图;
图3为本发明实施例的一种无变压器的单相逆变器的调制方法的示意图;
图4为本发明实施例的电压过零点区间和电流过零点区间中最小窄脉冲和死区补偿方法示意图;
图5为本发明实施例的不同调制区域中开关动作和电流流通路径示意图;
图6为本发明实施例的一种无变压器的单相逆变器的调制装置的结构示意图;
图7为本发明实施例的一种无变压器的单相逆变器的调制设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
本发明实施例提供一种无变压器的单相逆变器的调制方法,可用于实现H5型逆变器、H6型逆变器和Heric型逆变器等具有漏电流抑制功能的单相逆变器的调制。图1为本发明实施例的一种无变压器的单相逆变器的结构示意图,本发明实施例基于图1所示的Heric型逆变器进行调制,但本发明实施例提出的无变压器的单相逆变器的调制方法,不限于图1所示的单相逆变器结构。
参考图1,一种无变压器的单相逆变器的调制方法,包括:若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制;否则,若单相逆变器的瞬时功率为正,则对单相逆变器进行单极性调制,若单相逆变器的瞬时功率为负,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。
图2为本发明实施例的一种区间划分示意图,如图2所示,电压过零点区间为以单相逆变器的参考电压vref=0时对应的相位为中心的区间,即在电压过零点区间内,单相逆变器的参考电压的正负发生变化。电流过零点区间为以单相逆变器的并网电流ig=0时对应的相位为中心的区间,即在电流过零点区间内,单相逆变器的并网电流方向发生变化。需要说明的是,本发明实施例不对电压过零点区间和电流过零点区间的区间范围作具体限定。
图3为本发明实施例的一种无变压器的单相逆变器的调制方法的示意图,参考图3,图1所示的单相逆变器中,功率开关S1、S2、S3和S4为全桥逆变开关,功率开关S5和S6为交流旁路开关,当单相逆变器的相位不处于电压过零点区间和电流过零点区间,且单相逆变器的瞬时功率为正时,对单相逆变器进行常规的单极性调制,当参考电压vref>0时,功率开关S1和S4高频切换,功率开关S6保持开通状态,功率开关S2、S3和S5保持关断状态;当参考电压vref<0时,功率开关S2和S3高频切换,功率开关S5保持开通状态,功率开关S1、S4和S6保持关断状态,
若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间时,对单相逆变器进行高频插死区调制。此处,高频插死区调制是指控制交流旁路开关与正在高频切换的全桥逆变开关高频互补切换,且在切换过程中插入死区。
具体地,当参考电压vref>0时,控制功率开关S1和S4保持单极性调制时的高频切换状态,控制功率开关S5和S6与功率开关S1和S4高频互补切换,功率开关S2和S3保持关断状态,在切换过程中插入死区;当参考电压vref<0时,控制功率开关S2和S3保持单极性调制时的高频切换状态,控制功率开关S5和S6与功率开关S2和S3高频互补切换,功率开关S1和S4保持关断状态,在切换过程中插入死区。
当单相逆变器的相位不处于电压过零点区间和电流过零点区间,且单相逆变器的瞬时功率为负时,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。此处,交流旁路开关动作调制为控制全桥逆变开关保持关断状态,控制旁路旁路开关根据单极性调制下的全桥逆变开关的高频切换进行高频互补切换。
具体地,当参考电压vref>0时,控制功率开关S5和S6高频切换,功率开关S1、S2、S3和S4保持关断状态,功率开关S5和S6的占空比与同相位状态下单极性调制时的功率开关S1和S4的占空比互补;当参考电压vref<0时,控制功率开关S5和S6高频切换,功率开关S1、S2、S3和S4保持关断状态,功率开关S5和S6的占空比与同相位状态下单极性调制时的功率开关S2和S3的占空比互补。需要说明的是,本发明实施例中,交流旁路开关动作调制对应的区间存在于电压过零点区间和电流过零点区间之间无交集的情况下。
本发明实施例中,通过切换单极性调制、高频插死区调制和交流旁路开关动作调制方法,以满足无变压器型单相逆变器高转换效率、高电能质量以及无功功率可调的要求,为并网友好型、电网支撑型光伏发电技术奠定了基础。
基于上述任一实施例,一种无变压器的单相逆变器的调制方法,电压过零点区间的确定方法如下:
首先,对单相逆变器进行建模,得到等效电路,等效电路的电压方程为:
其中,vL(t)为电感电压瞬时值,L为滤波电感,vAB(t)为输出电压瞬时值,并网电压vg(t)=Vmsin(ωt),并网电流ig(t)=Imsin(ωt-α),Vm为并网电压峰值,Im为并网电流峰值,α为并网功率因数角。其中,输出电压瞬时值:
vAB(t)=Vmsin(ωt)+LωImcos(ωt-α);
稳态情况下,LωImcos(ωt-α)可以忽略不计,因而vAB(t)=Vmsin(ωt)。
又由于vAB=dUdc,其中d为功率开关占空比,Udc为输入电压。
由上可知,功率开关占空比d如下式所示:
当功率开关占空比d小于最小窄脉冲dlim限制,功率开关不能正常开通,在电压过零点区间将会产生电流过零点畸变,电压过零点区间可表示为:
[-θlim,θlim]∪[π-θlim,π+θlim];
式中,θlim为电压过零点界值,
电流过零点畸变区域通常是由于信号噪声和采样误差引起的。因此,定义电流幅值在额定电流的±0.1倍的区域为电流过零点区间,该电流过零点区间可表示为:
[α-θina,α+θina]∪[π+α-θina,π-α+θina];
式中,θina为电流过零点界值,
其中,ierms为额定电流的有效值,igrms为并网电流的有效值。
当单相逆变器的相位不处于上述电压过零点区间和/或电流过零点区间,且单相逆变器的瞬时功率为负时,即单相逆变器的相位处于如下区间,对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制:
lim,α-θina]∪[π+θlim,π+α-θina];
式中,θlim为电压过零点界值,θina为电流过零点界值,α为单相逆变器的并网功率因数角。仅当α>θlimina,即电压过零点区间和电流过零点区间之间无交集时,电压过零点区间和电流过零点区间之间存在瞬时功率为负的区间。若α≤θlimina,则电压过零点区间和电流过零点区间之间不存在瞬时功率为负的区间。
当单相逆变器的相位不处于上述电压过零点区间和/或电流过零点区间,且单相逆变器的瞬时功率为正时,即单相逆变器的相位处于[α+θina,π-θlim]∪[π+α+θina,2π-θlim],对单相逆变器进行单极性调制。
本发明实施例提出了电压过零点区间、电流过零点区间的表示方式,为调制方法的切换提供了具体的操作时间。
基于上述任一实施例,一种无变压器的单相逆变器的调制方法,若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制,包括:若单相逆变器的相位处于电压过零点区间或电流过零点区间,根据单相逆变器中任一功率开关的占空比确定任一功率开关的死区值和补偿占空比;根据单相逆变器中每一功率开关的死区值和补偿占空比,对单相逆变器进行高频插死区调制。
具体地,单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间时对应的调制方法,高频插死区调制,不仅可以通过插入死区实现精确的死区补充,还可以基于最小窄脉宽限制进行补偿,即在所有功率开关都关断的状态下,电流寻找二极管回路产生的反压进行补偿。
根据下式确定任一功率开关的死区值:
根据下式确定任一功率开关的补偿占空比:
D=d+3ε;
式中,ε为功率开关的死区值,ε0为功率开关所需的开关切换区间,d为功率开关的占空比,dlim为功率开关的最小窄脉冲宽度,dplu为最小窄脉冲限制的补偿脉宽,D为功率开关的补偿占空比。
图4为本发明实施例的电压过零点区间和电流过零点区间中最小窄脉冲和死区补偿方法示意图,如图4所示,为了平衡死区的影响,在一个开关周期内,功率开关的开通和关断时间处各插入一个死区,死区补偿方式如下:
当d>dlim,死区值ε=ε0,如图4(a)所示,死区补偿下的逆变器输出电压瞬时值为:
当d≤dlim,死区值ε=dplu/2,如图4(b)所示,死区补偿下的逆变器输出电压瞬时值为:
需要说明的是,以上各式中,dplu>dlim
为了更好地理解与应用本发明提出的一种无变压器的单相逆变器的调制方法,本发明进行以下示例,且本发明不仅局限于以下示例。
图5为本发明实施例的不同调制区域中开关动作和电流流通路径示意图,如图5所示,区域1:单相逆变器的相位ωt∈[θlim,α-θina]时,,对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。功率开关S1、S2、S3、S4为关断状态,功率开关S5、S6高频动作。功率开关S5、S6开通时,vAB=0;功率开关S5、S6关断时,vAB=Udc,瞬时功率为负,电流流通路径分别如图5(a)、5(b)所示。
区域2:单相逆变器的相位ωt∈[α-θina,α+θina]时,即相位处于电流过零点区间时,对单相逆变器进行高频插死区调制。高频开关S1、S4和S5、S6高频互补切换动作,并且在切换过程中需要插入死区,防止桥臂开关短路。S1、S4开通时,vAB=Udc,S5、S6开通时vAB=0,电流流通方向有正反两种情况,电流流通路径分别如图5(c)、5(d)(瞬时功率为负)和5(e)、5(f)(瞬时功率为正)所示。
区域3:单相逆变器的相位ωt∈[α+θina,π-θlim]时,对单相逆变器进行单极性调制。功率开关S6为导通状态,S2、S3、S5为关断状态,S1、S4高频动作,S1、S4开通时vAB=Udc,S1、S4关断时vAB=0,瞬时功率为正,电流流通路径如图5(g)、5(h)所示。
区域4:单相逆变器的相位ωt∈[π-θlim,π+θlim]时,即相位处于电压过零点区间时,对单相逆变器进行高频插死区调制。此时存在两种情况:1)当vref>0时,功率开关S1、S4和S5、S6高频互补切换动作,与区域2类似;2)当vref<0时,功率开关S2、S3和S5、S6高频互补切换动作,S2、S3开通时vAB=-Udc,S2、S3关断时vAB=0,电流流通路径如图5(i)、5(j)所示。此外,在切换过程中需要插入死区,防止桥臂短路。
区域5:单相逆变器的相位ωt∈[π+θlim,π+α-θina]时,对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。区域5与区域1开关动作相同,但电流流通方向相反,此时瞬时功率为负,功率开关S5、S6关断时vAB=-Udc
区域6:单相逆变器的相位ωt∈[π+α-θina,π+α+θina]时,即相位处于电流过零点区间时,对单相逆变器进行高频插死区调制。此时vref<0,功率开关S2、S3和S5、S6高频互补切换动作,S2、S3开通时vAB=-Udc,S5、S6开通时vAB=0,电流流通方向有正反两种情况,电流流通回路分别如图5(i)、5(j)和5(m)、5(n)所示。
区域7:单相逆变器的相位ωt∈[π+α+θina,2π-θlim]时,对单相逆变器进行单极性调制。此时vref<0,功率开关S5为导通状态,S6为关断状态,S2、S3高频动作,S2、S3导通时vAB=-Udc,S2、S3关断时vAB=0,电流流通回路如图5(o)、5(p)所示。
区域8:单相逆变器的相位ωt∈[2π-θlim,2π]∪[0,θlim]时,即相位处于电压过零点区间时,对单相逆变器进行高频插死区调制。开关动作情况类似于区域4,但电流方向不同,电流流通回路如图5(m)、5(n)和图5(c)、5(d)所示。
基于上述任一方法实施例,图6为本发明实施例的一种无变压器的单相逆变器的调制装置的结构示意图,如图6所示,一种无变压器的单相逆变器的调制装置,包括:
高频插死区调制单元601,用于若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制;
交流旁路开关动作调制单元602,用于若单相逆变器的相位不处于电压过零点区间和电流过零点区间且单相逆变器的瞬时功率为负,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制;
单极性调制单元603,用于若单相逆变器的相位不处于电压过零点区间和电流过零点区间且单相逆变器的瞬时功率为正,则对单相逆变器进行单极性调制。
需要说明的是,上述高频插死区调制单元601、交流旁路开关动作调制单元602和单极性调制单元602配合以执行上述实施例中的一种无变压器的单相逆变器的调制方法,该系统的具体功能参见上述的无变压器的单相逆变器的调制方法的实施例,此处不再赘述。
本发明实施例中,通过切换单极性调制、高频插死区调制和交流旁路开关动作调制方法,以满足无变压器型单相逆变器高转换效率、高电能质量以及无功功率可调的要求,为并网友好型、电网支撑型光伏发电技术奠定了基础。
基于上述任一实施例,一种无变压器的单相逆变器的调制装置,电压过零点区间为:
[-θlim,θlim]∪[π-θlim,π+θlim];
式中,θlim为电压过零点界值,
dlim为单相逆变器中功率开关的最小窄脉冲宽度,Udc为单相逆变器的直流母线电压,Vm为单相逆变器的并网电压峰值。
基于上述任一实施例,一种无变压器的单相逆变器的调制装置,电流过零点区间为:
[α-θina,α+θina]∪[π+α-θina,π-α+θina];
式中,θina为电流过零点界值,
α为单相逆变器的并网功率因数角,ierms为单相逆变器的额定电流的有效值,igrms为单相逆变器的并网电流的有效值。
基于上述任一实施例,一种无变压器的单相逆变器的调制装置,交流旁路开关动作调制对应的区间为:
lim,α-θina]∪[π+θlim,π+α-θina];
式中,θlim为电压过零点界值,θina为电流过零点界值,α为单相逆变器的并网功率因数角,α>θlimina
基于上述任一实施例,一种无变压器的单相逆变器的调制装置,高频插死区调制单元701具体包括:
补偿子单元,用于若单相逆变器的相位处于电压过零点区间或电流过零点区间,根据单相逆变器中任一功率开关的占空比确定任一功率开关的死区值和补偿占空比;
调制子单元,用于根据单相逆变器中每一功率开关的死区值和补偿占空比,对单相逆变器进行高频插死区调制。
基于上述任一实施例,一种无变压器的单相逆变器的调制装置,补偿子单元用于:
根据下式确定任一功率开关的死区值:
根据下式确定任一功率开关的补偿占空比:
D=d+3ε;
式中,ε为功率开关的死区值,ε0为功率开关所需的开关切换区间,d为功率开关的占空比,dlim为功率开关的最小窄脉冲宽度,dplu为最小窄脉冲限制的补偿脉宽,D为功率开关的补偿占空比。
图7为本发明实施例的一种无变压器的单相逆变器的调制设备的结构示意图,如图7所示,该设备包括:处理器(processor)701、通信接口(Communications Interface)702、存储器(memory)703和总线704,其中,处理器701,通信接口702,存储器703通过总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储器703中的逻辑指令,以执行如下方法:若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制;否则,若单相逆变器的瞬时功率为正,则对单相逆变器进行单极性调制,若单相逆变器的瞬时功率为负,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。
本发明实施例公开一种计算机程序产品,计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,计算机程序包括程序指令,当程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制;否则,若单相逆变器的瞬时功率为正,则对单相逆变器进行单极性调制,若单相逆变器的瞬时功率为负,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:若单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对单相逆变器进行高频插死区调制;否则,若单相逆变器的瞬时功率为正,则对单相逆变器进行单极性调制,若单相逆变器的瞬时功率为负,则对单相逆变器进行交流旁路开关动作调制。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的通信设备等实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种无变压器的单相逆变器的调制方法,其特征在于,包括:
若所述单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对所述单相逆变器进行高频插死区调制;
否则,若所述单相逆变器的瞬时功率为正,则对所述单相逆变器进行单极性调制,若所述单相逆变器的瞬时功率为负,则对所述单相逆变器进行交流旁路开关动作调制;
所述若所述单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对所述单相逆变器进行高频插死区调制,包括:
若所述单相逆变器的相位处于电压过零点区间或电流过零点区间,根据所述单相逆变器中任一功率开关的占空比确定所述任一功率开关的死区值和补偿占空比;
根据所述单相逆变器中每一功率开关的死区值和补偿占空比,对所述单相逆变器进行高频插死区调制。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电压过零点区间为:
[-θlim,θlim]∪[π-θlim,π+θlim];
式中,θlim为电压过零点界值,
dlim为所述单相逆变器中功率开关的最小窄脉冲宽度,Udc为所述单相逆变器的直流母线电压,Vm为所述单相逆变器的并网电压峰值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电流过零点区间为:
[α-θina,α+θina]∪[π+α-θina,π-α+θina];
式中,θina为电流过零点界值,
α为所述单相逆变器的并网功率因数角,ierms为所述单相逆变器的额定电流的有效值,igrms为所述单相逆变器的并网电流的有效值。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述交流旁路开关动作调制对应的区间为:
lim,α-θina]∪[π+θlim,π+α-θina];
式中,θlim为电压过零点界值,θina为电流过零点界值,α为所述单相逆变器的并网功率因数角,α>θlimina
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述单相逆变器中任一功率开关的占空比确定所述任一功率开关的死区值和补偿占空比,包括:
根据下式确定任一功率开关的死区值:
根据下式确定任一功率开关的补偿占空比:
D=d+3ε;
式中,ε为所述功率开关的死区值,ε0为所述功率开关所需的开关切换区间,d为所述功率开关的占空比,dlim为所述功率开关的最小窄脉冲宽度,dplu为最小窄脉冲限制的补偿脉宽,D为功率开关的补偿占空比。
6.一种无变压器的单相逆变器的调制装置,其特征在于,包括:
高频插死区调制单元,用于若所述单相逆变器的相位处于电压过零点区间和/或电流过零点区间,则对所述单相逆变器进行高频插死区调制;
单极性调制单元,用于若所述单相逆变器的相位不处于电压过零点区间和电流过零点区间且所述单相逆变器的瞬时功率为正,则对所述单相逆变器进行单极性调制;
交流旁路开关动作调制单元,用于若所述单相逆变器的相位不处于所述电压过零点区间和电流过零点区间且所述单相逆变器的瞬时功率为负,则对所述单相逆变器进行交流旁路开关动作调制;
所述高频插死区调制单元,包括:
补偿子单元,用于若所述单相逆变器的相位处于电压过零点区间或电流过零点区间,根据所述单相逆变器中任一功率开关的占空比确定所述任一功率开关的死区值和补偿占空比;
调制子单元,用于根据所述单相逆变器中每一功率开关的死区值和补偿占空比,对所述单相逆变器进行高频插死区调制。
7.一种无变压器的单相逆变器的调制设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过总线完成相互间的通信,处理器可以调用存储器中的逻辑指令,以执行如权利要求1至5任一所述的无变压器的单相逆变器的调制方法。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一所述的无变压器的单相逆变器的调制方法。
CN201810501172.5A 2018-05-23 2018-05-23 一种无变压器的单相逆变器的调制方法 Active CN108448922B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810501172.5A CN108448922B (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种无变压器的单相逆变器的调制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810501172.5A CN108448922B (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种无变压器的单相逆变器的调制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108448922A CN108448922A (zh) 2018-08-24
CN108448922B true CN108448922B (zh) 2019-08-23

Family

ID=63205324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810501172.5A Active CN108448922B (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种无变压器的单相逆变器的调制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108448922B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109412445B (zh) * 2018-09-19 2020-08-14 中南大学 基于o-heric单相逆变器带窄脉宽限制补偿的混合调制方法
CN113228494B (zh) * 2019-01-22 2024-05-14 住友电气工业株式会社 电力转换装置及其控制方法
CN112039352B (zh) * 2020-07-31 2021-10-01 漳州科华技术有限责任公司 Ups控制方法
CN114884336B (zh) * 2022-07-01 2022-09-16 杭州禾迈电力电子股份有限公司 Dc/ac变换电路及其控制方法、周波变换器的调制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2563830Y (zh) * 2002-07-31 2003-07-30 张承志 全桥变形缓冲spwm波dc/ac逆变电路
CN101409507A (zh) * 2008-08-05 2009-04-15 中南大学 基于载波调制的双级矩阵变换器的死区补偿方法及其装置
CN104092245A (zh) * 2014-07-24 2014-10-08 阳光电源股份有限公司 交流旁路单相光伏逆变器及其控制方法和控制装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102931678B (zh) * 2012-07-03 2014-07-09 中南大学 一种双交错反激式光伏并网微逆变器及其控制方法
CN103051233B (zh) * 2012-12-12 2015-02-18 东南大学 一种非隔离型单相光伏并网逆变器及其开关控制时序
JP6374037B2 (ja) * 2015-02-06 2018-08-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ制御装置
CN105978020B (zh) * 2016-04-25 2018-09-28 中南大学 非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2563830Y (zh) * 2002-07-31 2003-07-30 张承志 全桥变形缓冲spwm波dc/ac逆变电路
CN101409507A (zh) * 2008-08-05 2009-04-15 中南大学 基于载波调制的双级矩阵变换器的死区补偿方法及其装置
CN104092245A (zh) * 2014-07-24 2014-10-08 阳光电源股份有限公司 交流旁路单相光伏逆变器及其控制方法和控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108448922A (zh) 2018-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108448922B (zh) 一种无变压器的单相逆变器的调制方法
CN108566108B (zh) 一种基于桥式多电平开关电容模块的两级式九电平逆变器
Xing et al. Model predictive control for parallel three‐level T‐type grid‐connected inverters in renewable power generations
CN111416529B (zh) 模块化多电平固态变压器及其子模块功率均衡控制方法
CN106253646B (zh) 提高弱电网适应能力的并网逆变器lcl滤波器参数设计方法
CN102570830A (zh) 基于耦合电感的模块型光伏电力电子变换器
CN105790591A (zh) 一种混合型直流变换器
US20230017288A1 (en) Topology of series-connected mmc with a small number of modules
CN108462381A (zh) 一种半桥三电平变换器及其软启动方法
CN106487259B (zh) 一种用于三电平全桥直流变换装置的中点电压平衡方法
CN106253723B (zh) 一种基于空间电压矢量的波形调制方法及装置
CN105978020B (zh) 非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法及系统
CN105897025A (zh) 一种模块化多电平变流器子模块电压均衡方法
CN108448923A (zh) 一种实现三相逆变器软开关的变频控制方法
CN105429468B (zh) 一种模块化隔离型电池储能变换器及其调制方法
CN108092534A (zh) 单相五电平变流器的控制方法以及装置
CN107994758A (zh) 九开关功率变换器的空间矢量调制方法
CN108134405A (zh) 一种适用于光伏发电应用的双有源桥电路调制策略
CN111404409A (zh) 基于mmc的多端口电力电子变压器拓扑及其控制方法
CN112803808B (zh) 降低模块化多电平换流器直流侧高频脉动电流控制方法
CN214205365U (zh) 一种无重叠时间非隔离电流型并网逆变器
CN204906217U (zh) Gto光伏逆变器
CN105356756B (zh) 一种模块化隔离型电池储能变换器的准方波调制方法
CN106208061A (zh) 一种单相并联型有源电力滤波器的滞环电流控制方法
CN105391303B (zh) 一种模块化隔离型电池储能变换器的矩形波调制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Su Mei

Inventor after: Tang Zhongting

Inventor after: Cheng Bin

Inventor after: Sun Yao

Inventor after: Wang Hui

Inventor after: Guo Bin

Inventor after: Jiang Taowen

Inventor before: Su Mei

Inventor before: Cheng Bin

Inventor before: Tang Zhongting

Inventor before: Sun Yao

Inventor before: Wang Hui

Inventor before: Guo Bin

Inventor before: Jiang Taowen

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant