CN108923408A - 降低多路逆变系统直流纹波的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低多路逆变系统直流纹波的方法，包括获取多路逆变系统的控制参数；对多路逆变系统的各路子系统进行编号；以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0，对第1路子系统～第N‑1路子系统的控制信号的相位依次往后平移后得到各个子系统的新的控制信号，从而实现对多路逆变系统中直流纹波的抑制。本发明通过将多路系统的单个系统的控制信号进行整体移相，将每一个子系统的控制信号根据多路系统工作的情况进行错开，从而降低直流母线的电压纹波大小，提高逆变系统的输出电压电流质量，而且本发明方法不需要额外增加硬件设备，也无需进行复杂运算，方法方便快捷，成本极低。

Description

降低多路逆变系统直流纹波的方法

技术领域

本发明具体涉及一种降低多路逆变系统直流纹波的方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

随着新能源的不断发展，储能系统在多种场合应用越来越广泛，这就要求将能量转换成各种应用场合下所需的形式，而在各种能源系统中，逆变系统作为能量转换中间的中心，对整个能源系统起着至关重要的作用。

在目前技术水平、工艺水平等限制下，当整个逆变系统容量超过一定程度下，同时考虑到器件的安全，需要采用多路并联使用才能满足对于系统容量的要求；另一方面，由于直流相对于交流在技术上一些优越性，系统在多路子系统并联时，通常都会采用在直流侧并联。而直流母线电压是系统输出的一个参考，它的波动会影响到系统的质量，如：输出的幅值、输出的纹波、系统的效率等等。因此降低直流母线上的纹波，尽可能的维持直流母线的恒定是整个逆变系统控制重要目标之一。

针对直流母线的电压波动，目前主要有两种方法来解决：第一种是从硬件上解决，最常用的就是通过加大电容容值，以增加直流母线的电容值，但这样的方法不仅增大了整个系统的成本，也对系统在体积、布局等方面提出更多的要求；第二种方法就是从软件上来减少纹波，采集母线直流电压信号，通过复杂的闭环控制方法来控制母线上能量的流向来降低母线上电压的波动，这种方法对软件算法有较高的要求，控制参数对系统参数的依赖性大，控制参数不易整定，如果调节速度过快，可能出现超调，加大了直流母线的电压波动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉且能够有效抑制多路逆变系统中的直流纹波的降低多路逆变系统直流纹波的方法。

本发明提供的这种降低多路逆变系统直流纹波的方法，包括如下步骤：

S1.获取多路逆变系统的控制参数；

S2.对多路逆变系统的各路子系统进行编号i，其中i为自然数且取值为0～N-1，N为多路逆变系统中各个子系统的个数；

S3.以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0，对第1路子系统～第N-1路子系统的控制信号的相位依次往后平移后得到各个子系统的新的控制信号，从而实现对多路逆变系统中直流纹波的抑制。

所述的多路逆变系统中的各个子系统均采用相同的控制周期T。

步骤S1所述的多路逆变系统的控制参数，具体为多路逆变系统中各个子系统的控制周期T。

步骤S3所述的以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0对第1路子系统～第N-1路子系统的控制信号的相位依次往后平移后得到各个子系统的新的控制信号，具体为采用如下规则获取各个子系统的新的控制信号：以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0，第i路子系统的控制信号的相位为i为自然数且取值为0～N-1。

本发明提供的这种降低多路逆变系统直流纹波的方法，通过将多路系统的单个系统的控制信号进行整体移相，将每一个子系统的控制信号根据多路系统工作的情况进行错开，从而降低直流母线的电压纹波大小，从而提高逆变系统的输出电压电流质量；本发明方法适用于多路逆变器在直流侧并联的系统，而且本发明方法不需要额外增加硬件设备，也无需进行复杂运算，只需将子系统根据实际的运行子系统的数量进行整体的移相，方便快捷，成本极低。

附图说明

图1为本发明方法的方法流程图。

图2为本发明方法的多路逆变系统的时序控制图。

图3为本发明方法的实施例的多路逆变系统结构示意图。

图4为本发明方法的效果论述的波形示意图。

具体实施方式

如图1所示本发明方法的方法流程图：本发明提供的这种降低多路逆变系统直流纹波的方法，适用于多路逆变系统中的各个子系统均采用相同的控制周期T的情况。本发明方法包括如下步骤：

S1.获取多路逆变系统的控制参数，包括多路逆变系统中的各个子系统均采用相同的控制周期T等；

S2.对多路逆变系统的各路子系统进行编号i，其中i为自然数且取值为0～N-1，N为多路逆变系统中各个子系统的个数；

S3.以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0，对第1路子系统～第N-1路子系统的控制信号的相位依次往后平移若干相位后(时序图如图2所示)，得到各个子系统的新的控制信号，从而实现对多路逆变系统中直流纹波的抑制；其中，第i路子系统的控制信号的相位为(即将第i路子系统的控制信号往后平移相位)，i为自然数且取值为0～N-1。

上述的以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0，对第1路子系统～第N-1路子系统的控制信号的相位依次往后平移若干相位后，得到各个子系统的新的控制信号；其中，第i路子系统的控制信号的相位为(即将第i路子系统的控制信号往后平移相位)，i为自然数且取值为0～N-1；其实质为：每一路子系统的控制算法等均不需要作出改变，只需要将每一路子系统对自身开关管的控制周期的起始时间往后进行相应的推迟(推迟的时间，以相位进行衡量，即第i路子系统的控制信号的相位，相比于第0路控制信号的相位，推迟)即可。

以下结合一个具体实施例对本发明方法进行进一步说明。

如图3所示为个双路光伏储能逆变器结构拓扑图：

虚线框中的BAT为电池，储存能量；

虚线框中的INV为H桥并网逆变系统，可以将直流侧能量向电网侧逆变输出，也可以将电网能量向直流侧整流供应能量；

PV1、PV2为光伏boost升压系统，将光伏组件所发的电能向直流侧供给；

DAB1、DAB2为双向直流变换系统，可以将电池能量向直流侧转换，此过程为电池释放能量的过程；也可以将直流侧能量向电池侧转换，此过程为电池充电过程；

在本实施例中，直流电压相当于电池、光伏组件和电网之间能量转换的一座桥梁，因此降低直流电压上的纹波是非常重要的

本实施例中，可以将PV1、PV2视为一个多路系统，PV1、PV2分别为其中的一个子系统，采用上述的移相方法，如果实际运行的子系统个数N为2，那么以PV1系统的整体控制周期内移相角度为0°，PV2系统的整体控制周期内移相角度为(2-1)T/2，也就是移相角度为180°。

同理，DAB1、DAB2视为另一个多路系统，DAB1、DAB2分别为其中的一个子系统，采用前述的移相方法，如果实际运行的子系统个数N为2，那么以DAB1系统的整体控制周期内移相角度为0°，DAB2系统的整体控制周期内移相角度为(2-1)T/2，也就是移相角度为180°。

下面对本发明方法的降低纹波的效果进行说明：

假设各路子系统参数相同，这个假设是充分的，因为通常各个模块的子系统是可以互换的，其参数都会有相同的取值。

如图4所示，子系统0的最大纹波电压幅值为du，子系统1的最大纹波电压幅值也为du，当整个系统不采用整体移相控制时，不考虑其它的因素的情况下，叠加起来的纹波电压幅值会达到2du，如果采用本发明所述的整体移相的方法，将子系统1的相位移动180°，那么在一个周期T内，将会出现两个波锋，且电压波动du’的大小必定小于2du，可以对其波形进行傅里叶分析频谱分析，相比不作处理的波形其主要的纹波频率将提高一倍，在这种条件下，相同的滤波电容，纹波的滤除效果更为明显；纹波幅值也将大大的降低。

Claims (4)

1.一种降低多路逆变系统直流纹波的方法，包括如下步骤：

S1.获取多路逆变系统的控制参数；

S2.对多路逆变系统的各路子系统进行编号i，其中i为自然数且取值为0～N-1，N为多路逆变系统中各个子系统的个数；

S3.以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0，对第1路子系统～第N-1路子系统的控制信号的相位依次往后平移后得到各个子系统的新的控制信号，从而实现对多路逆变系统中直流纹波的抑制。

2.根据权利要求1所述的降低多路逆变系统直流纹波的方法，其特征在于所述的多路逆变系统中的各个子系统均采用相同的控制周期T。

3.根据权利要求2所述的降低多路逆变系统直流纹波的方法，其特征在于步骤S1所述的多路逆变系统的控制参数，具体为多路逆变系统中各个子系统的控制周期T。

4.根据权利要求3所述的降低多路逆变系统直流纹波的方法，其特征在于步骤S3所述的以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0对第1路子系统～第N-1路子系统的控制信号的相位依次往后平移后得到各个子系统的新的控制信号，具体为采用如下规则获取各个子系统的新的控制信号：以第0路子系统的控制信号的相位作为参考0，第i路子系统的控制信号的相位为i为自然数且取值为0～N-1。