CN110112780A - 一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法 - Google Patents

一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110112780A
CN110112780A CN201910409144.5A CN201910409144A CN110112780A CN 110112780 A CN110112780 A CN 110112780A CN 201910409144 A CN201910409144 A CN 201910409144A CN 110112780 A CN110112780 A CN 110112780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inverter
power
control
grid
voltage
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.)
Withdrawn
Application number
CN201910409144.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘传洋
刘景景
孙佐
汪贤才
许卫兵
束人龙
张勋友
陈林
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.)
Chizhou University
Original Assignee
Chizhou 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 Chizhou University filed Critical Chizhou University
Priority to CN201910409144.5A priority Critical patent/CN110112780A/zh
Publication of CN110112780A publication Critical patent/CN110112780A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H02J3/385—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion 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
    • H02M7/53—Conversion 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
    • H02M7/537—Conversion 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
    • H02M7/5387—Conversion 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
    • H02M7/53871—Conversion 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 with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies 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
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

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

Abstract

本发明提供一种单相光伏发电双模式逆变器系统及控制方法，涉及逆变器控制技术领域，由光伏组件、Boost升压电路、LLC谐振变换器、双向DC/DC变换器、逆变器、蓄电池、直流负载、交流负载、电网构成的双模式逆变器系统，可以降低逆变器系统损耗、提高光伏逆变器系统发电效率，双模式逆变器通过对离网储能、并网发电的协调控制，实现了发电系统的高质量、高可靠性和高稳定性的供电要求。本发明离网模式切换到并网模式时，控制逆变器的输出电压不断跟踪电网电压的幅值、相位，并网模式切换到离网模式时，控制系统的电压参考值为断网前的负载电压的幅值、相位，从而实现无缝切换，避免较大电压和大电流的冲击，确保电网和用电设备安全。

Description

一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及逆变器控制技术领域，具体涉及一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法。
背景技术
化石燃料的供应正在面临严重短缺的危机局面，而随着世界人口的迅速增长和经济的持续发展，人类对于能源的需求量日益增加，这势必造成能源供需不均衡。为了应对化石燃料逐渐短缺的严重局面，必须逐步改变能源消费结构，大力推广新能源发电已是势在必行。分布式光伏发电系统逐渐成为未来的发展趋势。
光伏逆变器是太阳能利用环节的最关键部分，其基本原理是利用光生伏特效应，将太阳能电池组件发出的不稳定直流电逆变为用户负载可使用交流电。光伏逆变器按逆变器输出有没有和电网连接，可分为并网逆变器、离网逆变器。离网逆变器是指逆变器输出不与电网连接的独立发电系统，主要应用在大电网覆盖不到的偏远地区，如农村，山区等。离网逆变器必须配备储能装置，在光照充足时，光伏电池组件经充电控制器，将太阳能转换为化学能或其他形式的能量储能在储能装置中；在光照不足时，由储能装置通过放电电路和逆变电路为用户负载提供能量。离网逆变器可在一定程度上实现系统发电和用户用电负荷之间的平衡自足，而且组装携带方便，便于移动。然而离网发电系统发出的电能受限于负载和储能装备，能源利用率低，不能将剩余电能转换为利润。并网逆变器的输出与电网直接相连，并网逆变器发出的电能可以直接被用户负载使用，也可以将剩余电量计价并入并网。然而并网逆变器只能在并网条件下运行，一旦电网出现故障，并网逆变器将因孤岛保护而停止工作，许多重要的用电设备如通讯电源、服务器电源、工业生产用电会因电力间断而造成重大损失。
光伏发电系统存在独立运行与并网运行两种运行方式：当光伏阵列产生的电能充足时，系统并网运行工作，在该模式下，系统既能够保证本地负载的正常工作，又可以将逆变器输出的多余电能输送至电网，可充分提高能源的利用率；当发生电网故障或者停电的情况下，系统切换至独立模式，独立地给本地负载供电。但由于光伏系统的输出功率不稳定性，以及本地负载用电量的不稳定性，在很多情况下系统需要改变工作模式，在两种模式的切换过程中，逆变系统以及电网设备容易出现较大的电压、电流冲击，这对电网、负载和逆变器都极为不利。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明为了克服上述现有光伏发电系统在并网与离网两种模式的切换过程中，逆变系统以及电网设备容易出现较大的电压、电流冲击的缺陷问题，提供一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法，由光伏组件、Boost升压电路、LLC谐振变换器、双向DC/DC变换器、逆变器、蓄电池、直流负载、交流负载、电网构成的双模式逆变器系统，可以降低逆变器系统损耗、提高光伏逆变器系统发电效率，双模式逆变器通过对离网储能、并网发电的协调控制，实现了发电系统的高质量、高可靠性和高稳定性的供电要求，既可以工作在离网独立发电状态，又可以工作在并网发电状态。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种单相光伏发电双模式逆变器系统，包括主电路、控制电路，所述主电路包括光伏组件、Boost升压电路、LLC谐振变换器、双向DC/DC变换器、逆变器、蓄电池、直流负载、交流负载、电网，所述光伏组件的输出端与Boost升压电路的输入端相连，Boost升压电路的输出端与LLC谐振变换器输入端相连，LLC谐振变换器的输出端与直流母线电容Cdc相连，蓄电池通过双向DC/DC变换器与直流母线电容Cdc相连，直流母线电容Cdc两端连接有直流负载，直流母线电容Cdc与逆变器的输入端相连，逆变器的输出端连接有交流负载，逆变器输出端还通过继电器常开触点K与电网相连；
所述Boost升压电路包括电感L1、二极管D1、功率管VT1、电容C1，光伏组件的一个输出端与电感L1一端相连，电感L1另一端与二极管D1阳极、功率管VT1集电极相连，二极管D1阴极与电容C1一端相连，电容C1另一端与功率管VT1发射极、光伏组件的另一输出端相连；
所述LLC谐振变换器包括功率管Q1、Q2，谐振电容Cr、谐振电感Lr、激磁电感Lm、变压器T1、整流二极管D2、D3、D4、D5，直流母线电容Cdc，功率管Q1的漏极与电容C1一端相连，功率管Q1的源极与谐振电容Cr一端、功率管Q2的漏极相连，谐振电容Cr另一端与谐振电感Lr一端相连，谐振电感Lr另一端与激磁电感Lm一端、变压器T1原边绕组一端相连，激磁电感Lm另一端与变压器T1原边绕组另一端、功率管Q2的源极、电容C1另一端相连，变压器T1副边绕组通过由整流二极管D2、D3、D4、D5构成的整流桥与直流母线电容Cdc两端相连；
所述双向DC/DC变换器为双向Buck-Boost变换器，双向Buck-Boost变换器包括电容C3、电感L4、功率管Q3、Q4，电容C3两端与蓄电池并联，电容C3一端与电感L4一端相连，电感L4另一端与功率管Q3的源极、功率管Q4的漏极相连，功率管Q3的漏极与直流母线电容Cdc一端相连，直流母线电容Cdc另一端与功率管Q4的源极、电容C3另一端相连；
所述逆变器包括功率管VT2、VT3、VT4、VT5，电感L2、L3，电容C2、电阻R1，功率管VT2集电极、功率管VT3集电极与直流母线电容Cdc一端相连，功率管VT4发射极、功率管VT5发射极与直流母线电容Cdc另一端相连，功率管VT2发射极与功率管VT4集电极、电感L2一端相连，电感L2另一端与电容C2一端、电阻R1一端相连，功率管VT3发射极与功率管VT5集电极、电感L3一端相连，电感L3另一端与电容C2另一端、电阻R1另一端相连；
所述控制电路包括逆变器控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块、MPPT控制模块，逆变器控制模块对逆变器进行并网或离网控制，产生SPWM信号驱动功率管VT2、VT3、VT4、VT5；所述第一驱动模块对LLC谐振变换器进行驱动控制，产生PWM或PFM信号驱动功率管Q1、Q2；所述第二驱动模块对双向DC/DC变换器进行驱动控制，产生PWM信号驱动功率管Q3、Q4；所述MPPT控制模块对光伏组件最大功率输出进行控制，产生PWM信号驱动Boost升压电路功率管VT1。
根据本发明的一实施例，所述第一驱动模块采用PWM与PFM相结合的控制模式。
根据本发明的一实施例，所述第一驱动模块包括电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，电容C4，运算放大器U1、U2，时钟脉冲产生芯片UCC3895、三极管VT6；
所述时钟脉冲产生芯片UCC3895包括误差放大器非反相输入端EAP、误差放大器反相输入端EAN、误差放大器输出端EAOUT、PWM比较器的非反相输入端EAMP、振荡器定时电容接入端CT、振荡器定时电阻接入端RT、脉冲输出端OUTA、OUTB，误差放大器反相输入端EAN与误差放大器输出端EAOUT相连，PWM比较器的非反相输入端EAMP与振荡器定时电容接入端CT相连并通过电容C4接地，脉冲输出端OUTA、OUTB通过电阻R8、R9与功率管Q1、Q2的栅极相连；
所述运算放大器U1反相输入端与电阻R2一端、电阻R3一端相连，运算放大器U1同相输入端与基准电压Vref1相连，电阻R3另一端与运算放大器U1输出端相连，运算放大器U1输出端还与电阻R4一端、R7一端相连，电阻R7另一端与与误差放大器非反相输入端EAP相连，电阻R4另一端与电阻R5一端、运算放大器U2反相输入端相连，运算放大器U2同相输入端与基准电压Vref2相连，电阻R5另一端与运算放大器U2输出端相连，运算放大器U2输出端还与三极管VT6基极相连，三极管VT6集电极与振荡器定时电阻接入端RT相连，三极管VT6发射极通过电阻R6接地。
根据本发明的一实施例，所述第二控制模块包括电压传感器、电流传感器、第一减法器、第二减法器、第一PI调节器、第二PI调节器、三角波、比较器、DSP28335控制器；
所述电压传感器用于采集双向Buck-Boost变换器的输出电压并与第一减法器的反相输入端相连，直流母线参考电压与第一减法器的同相输入端相连，第一减法器的输出端与第一PI调节器输入端相连，直流母线参考电压与电压传感器采集电压的误差信号经过第一PI调节器调节处理后作为电感电流的基准值，第一PI调节器的输出端与第二减法器的同相输入端相连；
所述电流传感器用于采集双向Buck-Boost变换器的电感电流并与第二减法器的反相输入端相连，第二减法器的输出端与第二PI调节器的输入端相连，第二PI调节器的输出端、三角波分别与比较器输入端相连，比较器的输出端与DSP28335控制器相连，电感电流的基准值与电流传感器采集电流的误差经过第二PI调节器调节处理，处理后的误差放大信号经过与三角波比较，通过DSP28335控制器产生PWM信号驱动功率管Q3、Q4。
根据本发明的一实施例，所述逆变器控制模块包括离网运行电压控制模式和并网运行电流控制模式。
根据本发明的一实施例，所述离网运行电压控制模式包括第三减法器、第四减法器、第三PI调节器、P调节器、SPWM发生器，直流负载参考电压与第三减法器的同相输入端相连，逆变器输出滤波电容C2两端电压连接在第三减法器的反相输入端，第三减法器的输出端与第三PI调节器输入端相连，第三PI调节器输出端与第四减法器的同相输入端相连，逆变器电感电流连接在第四减法器的反相输入端，第四减法器的输出端与P调节器输入端相连，P调节器输出端与SPWM发生器相连，SPWM发生器产生SPWM信号驱动功率管VT2、VT3、VT4、VT5。
根据本发明的一实施例，所述并网运行电流控制模式包括乘法器、第五减法器、第四PI调节器、SPWM发生器，参考电流信号、电网电压的正弦sine信号分别连接在乘法器的两个输入端，乘法器的输出端输出电感电流给定信号并连接在第五减法器的同相输入端，电感电流与第五减法器的反相输入端相连，第五减法器的输出端与第四PI调节器输入端相连，第四PI调节器输出端与SPWM发生器输入端相连，SPWM发生器产生SPWM信号驱动逆变桥功率管VT2、VT3、VT4、VT5。
根据本发明的一实施例，所述逆变器离网运行时MPPT控制模块采用恒压限功率MPPT控制方式，逆变器并网运行时MPPT控制模块采用固定步长干扰观察法与变步长模糊控制相结合的MPPT控制方式。
一种单相光伏发电双模式逆变器系统控制方法，包括并网逆变控制模式、并网充电控制模式、离网逆变控制模式；
S1、并网逆变控制模式，光伏组件和电网正常连接，MPPT模块控制光伏组件以最大功率向后级逆变环节输送能量，并网电流和电网电压同频同相，逆变器以单位功率因数1向电网馈入能量；
S2、并网充电控制模式，光伏组件、蓄电池、负载和电网同时接入系统，光伏组件以最大功率向系统馈送能量；在光照充足时，光伏组件优先供蓄电池充电储能，剩余能量送入电网；当光照不足时，由电网通过PWM整流补充蓄电池充电；负载能量由电网直接提供；
S3、离网逆变控制模式，光伏组件、蓄电池和负载同时接入系统，光伏组件工作在恒压限功率MPPT模式，当光照充足时，光伏组件能量一部分供给负载使用，另一部分供给蓄电池充电；当光照不足时，光伏组件和蓄电池同时给后级逆变环节提供能量；当只有蓄电池和负载接入系统时，由蓄电池向后级逆变环节提供能量，供负载使用。
根据本发明的一实施例，离网控制模式切换到并网控制模式包括以下步骤：
(1)检测电网电压是否满足并网要求；
(2)调整逆变器输出电压幅值、频率、相位与电网一致；
(3)逆变器调整好之后，合上网侧开关，然后将控制模式由电压控制切换为电流控制；
并网控制模式切换到离网控制模式包括以下步骤：
(1)检测是否发生电网故障；
(2)将网侧电流采样变为电感电流采样，然后关断并网开关；
(3)切换模式开关将逆变器从电流型模式切换为电压型模式；
(4)给出电压基准幅值为给定值。
(三)有益效果
本发明的有益效果：一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法，由光伏组件、Boost升压电路、LLC谐振变换器、双向DC/DC变换器、逆变器、蓄电池、直流负载、交流负载、电网构成的双模式逆变器系统，可以降低逆变器系统损耗、提高光伏逆变器系统发电效率，双模式逆变器通过对离网储能、并网发电的协调控制，实现了发电系统的高质量、高可靠性和高稳定性的供电要求，既可以工作在离网独立发电状态，又可以工作在并网发电状态；LLC谐振变换器采用PWM与PFM混合控制工作模式，两种控制模式可以进行自由转换；逆变器离网运行时MPPT控制模块采用恒压限功率MPPT控制方式，逆变器并网运行时MPPT控制模块采用固定步长干扰观察法与变步长模糊控制相结合的MPPT控制方式；双向DC/DC变换器采用双向Buck-Boost变换器，Buck-Boost变换器采用电压外环和电流内环控制的双闭环控制策略；双模式逆变器离网运行时采用电压控制模式以保证本地负载两端的电压为稳定、低纹波的正弦电压，双模式逆变器并网运行时，采用电流控制模式，使并网电流和电网电压同频同相，以保证单位功率因数馈网；离网模式切换到并网模式时，控制逆变器的输出电压不断跟踪电网电压的幅值、相位，并网模式切换到离网模式时，控制系统的电压参考值为断网前的负载电压的幅值、相位，从而实现无缝切换，避免较大电压和大电流的冲击，确保电网和用电设备安全。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明逆变器系统原理图；
图2为第一驱动模块电路原理图；
图3为第二驱动模块原理框图；
图4为逆变器离网运行控制框图；
图5为逆变器并网运行控制框图；
图6为离网运行电压电流波形图；
图7为并网运行电压电流波形图；
图8为并网瞬间电压电流波形图；
图9为离网瞬间电压电流波形图。
附图标记说明：
10、光伏组件；20、Boost升压电路；30、LLC谐振变换器；40、双向DC/DC变换器；50、逆变器。
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。
结合图1，一种单相光伏发电双模式逆变器系统，包括主电路、控制电路，所述主电路包括光伏组件10、Boost升压电路20、LLC谐振变换器30、双向DC/DC变换器40、逆变器50、蓄电池、直流负载、交流负载、电网；光伏组件10的输出端与Boost升压电路20的输入端相连，Boost升压电路20的输出端与LLC谐振变换器30输入端相连，LLC谐振变换器30的输出端与直流母线电容Cdc相连；蓄电池通过双向DC/DC变换器40与直流母线电容Cdc相连，直流母线电容Cdc两端连接有直流负载；直流母线电容Cdc与逆变器50的输入端相连，逆变器50的输出端连接有交流负载，逆变器50输出端还通过继电器常开触点K与电网相连。
Boost升压电路20包括电感L1、二极管D1、功率管VT1、电容C1，光伏组件10的一个输出端与电感L1一端相连，电感L1另一端与二极管D1阳极、功率管VT1集电极相连，二极管D1阴极与电容C1一端相连，电容C1另一端与功率管VT1发射极、光伏组件10的另一输出端相连。
LLC谐振变换器30包括功率管Q1、Q2，谐振电容Cr、谐振电感Lr、激磁电感Lm、变压器T1、整流二极管D2、D3、D4、D5，直流母线电容Cdc，功率管Q1的漏极与电容C1一端相连，功率管Q1的源极与谐振电容Cr一端、功率管Q2的漏极相连，谐振电容Cr另一端与谐振电感Lr一端相连，谐振电感Lr另一端与激磁电感Lm一端、变压器T1原边绕组一端相连，激磁电感Lm另一端与变压器T1原边绕组另一端、功率管Q2的源极、电容C1另一端相连，变压器T1副边绕组通过由整流二极管D2、D3、D4、D5构成的整流桥与直流母线电容Cdc两端相连。
双向DC/DC变换器40为双向Buck-Boost变换器，双向Buck-Boost变换器包括电容C3、电感L4、功率管Q3、Q4，电容C3两端与蓄电池并联，电容C3一端与电感L4一端相连，电感L4另一端与功率管Q3的源极、功率管Q4的漏极相连，功率管Q3的漏极与直流母线电容Cdc一端相连，直流母线电容Cdc另一端与功率管Q4的源极、电容C3另一端相连。
逆变器50包括功率管VT2、VT3、VT4、VT5，电感L2、L3，电容C2、电阻R1，功率管VT2集电极、功率管VT3集电极与直流母线电容Cdc一端相连，功率管VT4发射极、功率管VT5发射极与直流母线电容Cdc另一端相连，功率管VT2发射极与功率管VT4集电极、电感L2一端相连，电感L2另一端与电容C2一端、电阻R1一端相连，功率管VT3发射极与功率管VT5集电极、电感L3一端相连，电感L3另一端与电容C2另一端、电阻R1另一端相连。
所述控制电路包括逆变器控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块、MPPT控制模块，逆变器控制模块对逆变器50进行并网或离网控制，产生SPWM信号驱动功率管VT2、VT3、VT4、VT5；所述第一驱动模块对LLC谐振变换器30进行驱动控制，产生PWM或PFM信号驱动功率管Q1、Q2；所述第二驱动模块对双向DC/DC变换器40进行驱动控制，产生PWM信号驱动功率管Q3、Q4；所述MPPT控制模块对光伏组件10最大功率输出进行控制，产生PWM信号驱动Boost升压电路功率管VT1。
第一驱动电路采用PWM与PFM相结合的控制模式。结合图2，第一驱动模块包括电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，电容C4，运算放大器U1、U2，时钟脉冲产生芯片UCC3895、三极管VT6。
时钟脉冲产生芯片UCC3895包括误差放大器非反相输入端EAP、误差放大器反相输入端EAN、误差放大器输出端EAOUT、PWM比较器的非反相输入端EAMP、振荡器定时电容接入端CT、振荡器定时电阻接入端RT、脉冲输出端OUTA、OUTB，误差放大器反相输入端EAN与误差放大器输出端EAOUT相连，PWM比较器的非反相输入端EAMP与振荡器定时电容接入端CT相连并通过电容C4接地。脉冲输出端OUTA、OUTB分别通过电阻R8、R9与功率管Q1、Q2的栅极相连。
运算放大器U1反相输入端与电阻R2一端、电阻R3一端相连，运算放大器U1同相输入端与基准电压Vref1相连，电阻R3另一端与运算放大器U1输出端相连，运算放大器U1输出端还与电阻R4一端、R7一端相连，电阻R7另一端与与误差放大器非反相输入端EAP相连，电阻R4另一端与电阻R5一端、运算放大器U2反相输入端相连，运算放大器U2同相输入端与基准电压Vref2相连，电阻R5另一端与运算放大器U2输出端相连，运算放大器U2输出端还与三极管VT6基极相连，三极管VT6集电极与振荡器定时电阻接入端RT相连，三极管VT6发射极通过电阻R6接地。
PFM与PWM混合控制通过运算放大器构成的减法器、三极管、UCC3895组成定频变频混合控制电路来实现。采样电压与电压基准Vref1比较，误差经电压调节器后产生控制电平，控制电平一路与UCC3895的误差放大器非反相输入端EAP引脚相连，与UCC3895芯片内部的锯齿波交截产生PWM驱动信号；另一路经过减法器得到电压信号，电压信号经过三极管与UCC3895RT脚相连，PFM控制的压控震荡单元(VCO)由三极管、减法器、UCC3895组成，用于控制开关频率。PWM和PFM混合控制中两种控制模式是独立的，两种控制模式可以自由切换。UCC3895内部锯齿波为3.15V，当控制电平高于3.15V时，三极管导通，变换器满占空比工作，进入变频控制模式；当控制电平低于3.15V时，三极管截止，变换器进入PWM控制模式。
结合图3，第二控制模块包括电压传感器、电流传感器、第一减法器、第二减法器、第一PI调节器、第二PI调节器、三角波、比较器、DSP28335控制器，所述电压传感器用于采集双向Buck-Boost变换器的输出电压并与第一减法器的反相输入端相连，直流母线参考电压与第一减法器的同相输入端相连，第一减法器的输出端与第一PI调节器输入端相连，直流母线参考电压与电压传感器采集电压的误差信号经过第一PI调节器调节处理后作为电感电流的基准值，第一PI调节器的输出端与第二减法器的同相输入端相连，所述电流传感器用于采集双向Buck-Boost变换器的电感电流并与第二减法器的反相输入端相连，第二减法器的输出端与第二PI调节器的输入端相连，第二PI调节器的输出端、三角波分别与比较器输入端相连，比较器的输出端与DSP28335控制器相连，电感电流的基准值与电流传感器采集电流的误差经过第二PI调节器调节处理，处理后的误差放大信号经过与三角波比较，通过DSP28335控制器产生PWM信号驱动功率管Q3、Q4。
双向Buck-Boost变换器采用电压外环和电流内环控制的双闭环控制策略。直流母线参考电压值减去电压采样值后经过第一PI调节器产生电感电流参考值，电感电流参考值减去电感电流采样值后经过第二PI调节器，与三角波比较，通过DSP28335控制器输出PWM占空比信号驱动控制双向变换器上、下开关管Q3、Q4。
逆变器控制模块包括离网运行电压控制模式和并网运行电流控制模式。光伏并网发电系统双模式逆变器离网运行时采用电压控制模式以保证本地负载两端的电压为稳定、低纹波的正弦电压；双模式逆变器并网运行时，由于要使并网电流和电网电压同频同相，以保证单位功率因数馈网，则需要采用电流控制模式。
结合图4，离网运行电压控制模式采用电压电流双闭环控制，内环电流环，外环电压环。离网运行电压控制模式包括第三减法器、第四减法器、第三PI调节器、P调节器、SPWM发生器。直流负载参考电压与第三减法器的同相输入端相连，逆变器输出滤波电容C2两端电压连接在第三减法器的反相输入端，第三减法器的输出端与第三PI调节器输入端相连，直流负载参考电压与输出滤波电容C2两端电压的电压差ve经过PI调节后作为电感电流给定值。第三PI调节器输出端与第四减法器的同相输入端相连，逆变器电感电流连接在第四减法器的反相输入端，第四减法器的输出端与P调节器输入端相连，P调节器输出端与SPWM发生器相连。电感电流给定值与电感电流ig的电流差经过P调节器放大作为SPWM发生器的输入信号。SPWM发生器产生SPWM信号驱动逆变桥功率管VT2、VT3、VT4、VT5。
结合图5，并网运行电流控制模式包括乘法器、第五减法器、第四PI调节器、SPWM发生器，参考电流信号、电网电压的正弦sine信号分别连接在乘法器的两个输入端，乘法器的输出端输出电感电流给定信号igref并连接在第五减法器的同相输入端，电感电流ig与第五减法器的反相输入端相连，第五减法器的输出端与第四PI调节器输入端相连，第四PI调节器输出端与SPWM发生器输入端相连，SPWM发生器产生SPWM信号驱动逆变桥功率管VT2、VT3、VT4、VT5。
逆变器离网运行时MPPT控制模块采用恒压限功率MPPT控制方式，逆变器并网运行时MPPT控制模块采用固定步长干扰观察法与变步长模糊控制相结合的MPPT控制方式。逆变器离网运行时，如果蓄电池已达过充电压，若光伏电池继续工作于最大功率点输出模式，则多余的电能无法处理，因此需要对光伏电池恒压限功率MPPT控制方式，由光伏电池稳定高压侧电压。逆变器并网运行时，为了减少干扰观察法在最大功率跟踪点附近振荡引起的功率损耗，MPPT控制模块在干扰观察法的基础上引入模糊控制，设计一种固定步长干扰观察法与变步长模糊控制相结合的MPPT控制算法，先通过干扰观察算法设置较大步长快速接近最大功率点，再利用模糊控制进一步逼近最大功率点并实现稳定，达到光伏系统快速和高精度的跟踪要求。可以有效减少光伏电池在最大功率点处出振荡所引起的功率损耗。
一种单相光伏发电双模式逆变器系统控制方法，包括并网逆变控制模式、并网充电控制模式、离网逆变控制模式；
S1、并网逆变控制模式，光伏组件和电网正常连接，MPPT模块控制光伏组件以最大功率向后级逆变环节输送能量，并网电流和电网电压同频同相，逆变器以单位功率因数1向电网馈入能量；
S2、并网充电控制模式，光伏组件、蓄电池、负载和电网同时接入系统，光伏组件以最大功率向系统馈送能量；在光照充足时，光伏组件优先供蓄电池充电储能，剩余能量送入电网；当光照不足时，由电网通过PWM整流补充蓄电池充电；负载能量由电网直接提供；
S3、离网逆变控制模式，光伏组件、蓄电池和负载同时接入系统，光伏组件工作在恒压限功率MPPT模式，当光照充足时，光伏组件能量一部分供给负载使用，另一部分供给蓄电池充电；当光照不足时，光伏组件和蓄电池同时给后级逆变环节提供能量；当只有蓄电池和负载接入系统时，由蓄电池向后级逆变环节提供能量，供负载使用。
离网控制模式切换到并网控制模式包括以下步骤：
(1)检测电网电压是否满足并网要求；
(2)调整逆变器输出电压幅值、频率、相位与电网一致；
(3)逆变器调整好之后，合上网侧开关，然后将控制模式由电压控制切换为电流控制。
并网控制模式切换到离网控制模式包括以下步骤：
(1)检测是否发生电网故障；
(2)将网侧电流采样变为电感电流采样，然后关断并网开关；
(3)切换模式开关将逆变器从电流型模式切换为电压型模式；
(4)给出电压基准幅值为给定值。
图6为双模式逆变器离网运行电压电流波形图，图中给出了输出滤波电容C2端电压和电感L2上的电感电流。图7为双模式逆变器并网运行电压电流波形图，图中给出了电网电压、电网电流、输出滤波电容C2端电压和电感L2上的电感电流波形。可以看出，双模式逆变器离网运行时能够输出高正弦度的电压，并网运行时馈网电流与电网电压同频同相，实现了单位功率因数馈网。
图8为并网时刻的电压电流波形，图中给出了电网电压、电网电流、输出滤波电容C2端电压和电感L2上的电感电流波形。可以看出并网时馈网电流出现了过冲，这是由于并网时电容电压由离网运行时的电压值突变为电网电压而给电容瞬间充电造成的，但由于线路阻抗的存在，突变的电压值较小，造成的电流冲击幅值有限，且持续时间短，同时并网时电感电流没有出现过冲。
图9为脱网时刻的电压电流波形，，图中给出了电网电压、电网电流、输出滤波电容C2端电压和电感L2上的电感电流波形。逆变器由并网模式切换到离网运行模式，电感电流没有突变，负载电压没有出现过冲。双模式逆变器在并网与离网控制模式间实现平滑切换。
综上所述，本发明实施例，单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法，由光伏组件、Boost升压电路、LLC谐振变换器、双向DC/DC变换器、逆变器、蓄电池、直流负载、交流负载、电网构成的双模式逆变器系统，可以降低逆变器系统损耗、提高光伏逆变器系统发电效率，双模式逆变器通过对离网储能、并网发电的协调控制，实现了发电系统的高质量、高可靠性和高稳定性的供电要求，既可以工作在离网独立发电状态，又可以工作在并网发电状态；LLC谐振变换器采用PWM与PFM混合控制工作模式，两种控制模式可以进行自由转换；逆变器离网运行时MPPT控制模块采用恒压限功率MPPT控制方式，逆变器并网运行时MPPT控制模块采用固定步长干扰观察法与变步长模糊控制相结合的MPPT控制方式；双向DC/DC变换器采用双向Buck-Boost变换器，Buck-Boost变换器采用电压外环和电流内环控制的双闭环控制策略；双模式逆变器离网运行时采用电压控制模式以保证本地负载两端的电压为稳定、低纹波的正弦电压，双模式逆变器并网运行时，采用电流控制模式，使并网电流和电网电压同频同相，以保证单位功率因数馈网；离网模式切换到并网模式时，控制逆变器的输出电压不断跟踪电网电压的幅值、相位，并网模式切换到离网模式时，控制系统的电压参考值为断网前的负载电压的幅值、相位，从而实现无缝切换。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单相光伏发电双模式逆变器系统，其特征在于：包括主电路、控制电路，所述主电路包括光伏组件、Boost升压电路、LLC谐振变换器、双向DC/DC变换器、逆变器、蓄电池、直流负载、交流负载、电网，所述光伏组件的输出端与Boost升压电路的输入端相连，Boost升压电路的输出端与LLC谐振变换器输入端相连，LLC谐振变换器的输出端与直流母线电容Cdc相连，蓄电池通过双向DC/DC变换器与直流母线电容Cdc相连，直流母线电容Cdc两端连接有直流负载，直流母线电容Cdc与逆变器的输入端相连，逆变器的输出端连接有交流负载，逆变器输出端还通过继电器常开触点K与电网相连；
所述Boost升压电路包括电感L1、二极管D1、功率管VT1、电容C1，光伏组件的一个输出端与电感L1一端相连，电感L1另一端与二极管D1阳极、功率管VT1集电极相连，二极管D1阴极与电容C1一端相连，电容C1另一端与功率管VT1发射极、光伏组件的另一输出端相连；
所述LLC谐振变换器包括功率管Q1、Q2，谐振电容Cr、谐振电感Lr、激磁电感Lm、变压器T1、整流二极管D2、D3、D4、D5，直流母线电容Cdc，功率管Q1的漏极与电容C1一端相连，功率管Q1的源极与谐振电容Cr一端、功率管Q2的漏极相连，谐振电容Cr另一端与谐振电感Lr一端相连，谐振电感Lr另一端与激磁电感Lm一端、变压器T1原边绕组一端相连，激磁电感Lm另一端与变压器T1原边绕组另一端、功率管Q2的源极、电容C1另一端相连，变压器T1副边绕组通过由整流二极管D2、D3、D4、D5构成的整流桥与直流母线电容Cdc两端相连；
所述双向DC/DC变换器为双向Buck-Boost变换器，双向Buck-Boost变换器包括电容C3、电感L4、功率管Q3、Q4，电容C3两端与蓄电池并联，电容C3一端与电感L4一端相连，电感L4另一端与功率管Q3的源极、功率管Q4的漏极相连，功率管Q3的漏极与直流母线电容Cdc一端相连，直流母线电容Cdc另一端与功率管Q4的源极、电容C3另一端相连；
所述逆变器包括功率管VT2、VT3、VT4、VT5，电感L2、L3，电容C2、电阻R1，功率管VT2集电极、功率管VT3集电极与直流母线电容Cdc一端相连，功率管VT4发射极、功率管VT5发射极与直流母线电容Cdc另一端相连，功率管VT2发射极与功率管VT4集电极、电感L2一端相连，电感L2另一端与电容C2一端、电阻R1一端相连，功率管VT3发射极与功率管VT5集电极、电感L3一端相连，电感L3另一端与电容C2另一端、电阻R1另一端相连；
所述控制电路包括逆变器控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块、MPPT控制模块，逆变器控制模块对逆变器进行并网或离网控制，产生SPWM信号驱动功率管VT2、VT3、VT4、VT5；所述第一驱动模块对LLC谐振变换器进行驱动控制，产生PWM或PFM信号驱动功率管Q1、Q2；所述第二驱动模块对双向DC/DC变换器进行驱动控制，产生PWM信号驱动功率管Q3、Q4；所述MPPT控制模块对光伏组件最大功率输出进行控制，产生PWM信号驱动Boost升压电路功率管VT1。
2.如权利要求1所述的一种单相光伏发电双模式逆变器系统，其特征在于，所述第一驱动模块采用PWM与PFM相结合的控制模式。
3.如权利要求2所述的一种单相光伏发电双模式逆变器系统，其特征在于，所述第一驱动模块包括电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，电容C4，运算放大器U1、U2，时钟脉冲产生芯片UCC3895、三极管VT6；
所述时钟脉冲产生芯片UCC3895包括误差放大器非反相输入端EAP、误差放大器反相输入端EAN、误差放大器输出端EAOUT、PWM比较器的非反相输入端EAMP、振荡器定时电容接入端CT、振荡器定时电阻接入端RT、脉冲输出端OUTA、OUTB，误差放大器反相输入端EAN与误差放大器输出端EAOUT相连，PWM比较器的非反相输入端EAMP与振荡器定时电容接入端CT相连并通过电容C4接地，脉冲输出端OUTA、OUTB通过电阻R8、R9与功率管Q1、Q2的栅极相连；
所述运算放大器U1反相输入端与电阻R2一端、电阻R3一端相连，运算放大器U1同相输入端与基准电压Vref1相连，电阻R3另一端与运算放大器U1输出端相连，运算放大器U1输出端还与电阻R4一端、R7一端相连，电阻R7另一端与与误差放大器非反相输入端EAP相连，电阻R4另一端与电阻R5一端、运算放大器U2反相输入端相连，运算放大器U2同相输入端与基准电压Vref2相连，电阻R5另一端与运算放大器U2输出端相连，运算放大器U2输出端还与三极管VT6基极相连，三极管VT6集电极与振荡器定时电阻接入端RT相连，三极管VT6发射极通过电阻R6接地。
4.如权利要求1所述的一种单相光伏发电双模式逆变器系统，其特征在于，所述第二控制模块包括电压传感器、电流传感器、第一减法器、第二减法器、第一PI调节器、第二PI调节器、三角波、比较器、DSP28335控制器；
所述电压传感器用于采集双向Buck-Boost变换器的输出电压并与第一减法器的反相输入端相连，直流母线参考电压与第一减法器的同相输入端相连，第一减法器的输出端与第一PI调节器输入端相连，直流母线参考电压与电压传感器采集电压的误差信号经过第一PI调节器调节处理后作为电感电流的基准值，第一PI调节器的输出端与第二减法器的同相输入端相连；
所述电流传感器用于采集双向Buck-Boost变换器的电感电流并与第二减法器的反相输入端相连，第二减法器的输出端与第二PI调节器的输入端相连，第二PI调节器的输出端、三角波分别与比较器输入端相连，比较器的输出端与DSP28335控制器相连，电感电流的基准值与电流传感器采集电流的误差经过第二PI调节器调节处理，处理后的误差放大信号经过与三角波比较，通过DSP28335控制器产生PWM信号驱动功率管Q3、Q4。
5.如权利要求1所述的一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法，其特征在于，所述逆变器控制模块包括离网运行电压控制模式和并网运行电流控制模式。
6.如权利要求5所述的一种单相光伏发电双模式逆变器系统，其特征在于，所述离网运行电压控制模式包括第三减法器、第四减法器、第三PI调节器、P调节器、SPWM发生器，直流负载参考电压与第三减法器的同相输入端相连，逆变器输出滤波电容C2两端电压连接在第三减法器的反相输入端，第三减法器的输出端与第三PI调节器输入端相连，第三PI调节器输出端与第四减法器的同相输入端相连，逆变器电感电流连接在第四减法器的反相输入端，第四减法器的输出端与P调节器输入端相连，P调节器输出端与SPWM发生器相连，SPWM发生器产生SPWM信号驱动功率管VT2、VT3、VT4、VT5。
7.如权利要求5所述的一种单相光伏发电双模式逆变器系统，其特征在于，所述并网运行电流控制模式包括乘法器、第五减法器、第四PI调节器、SPWM发生器，参考电流信号、电网电压的正弦sine信号分别连接在乘法器的两个输入端，乘法器的输出端输出电感电流给定信号并连接在第五减法器的同相输入端，电感电流与第五减法器的反相输入端相连，第五减法器的输出端与第四PI调节器输入端相连，第四PI调节器输出端与SPWM发生器输入端相连，SPWM发生器产生SPWM信号驱动逆变桥功率管VT2、VT3、VT4、VT5。
8.如权利要求5所述的一种单相光伏发电双模式逆变器系统，其特征在于，所述逆变器离网运行时MPPT控制模块采用恒压限功率MPPT控制方式，逆变器并网运行时MPPT控制模块采用固定步长干扰观察法与变步长模糊控制相结合的MPPT控制方式。
9.一种单相光伏发电双模式逆变器系统控制方法，其特征在于，包括并网逆变控制模式、并网充电控制模式、离网逆变控制模式；
S1、并网逆变控制模式，光伏组件和电网正常连接，MPPT模块控制光伏组件以最大功率向后级逆变环节输送能量，并网电流和电网电压同频同相，逆变器以单位功率因数1向电网馈入能量；
S2、并网充电控制模式，光伏组件、蓄电池、负载和电网同时接入系统，光伏组件以最大功率向系统馈送能量；在光照充足时，光伏组件优先供蓄电池充电储能，剩余能量送入电网；当光照不足时，由电网通过PWM整流补充蓄电池充电；负载能量由电网直接提供；
S3、离网逆变控制模式，光伏组件、蓄电池和负载同时接入系统，光伏组件工作在恒压限功率MPPT模式，当光照充足时，光伏组件能量一部分供给负载使用，另一部分供给蓄电池充电；当光照不足时，光伏组件和蓄电池同时给后级逆变环节提供能量；当只有蓄电池和负载接入系统时，由蓄电池向后级逆变环节提供能量，供负载使用。
10.如权利要求9所述的一种单相光伏发电双模式逆变器系统控制方法，其特征在于，
离网控制模式切换到并网控制模式包括以下步骤：
(1)检测电网电压是否满足并网要求；
(2)调整逆变器输出电压幅值、频率、相位与电网一致；
(3)逆变器调整好之后，合上网侧开关，然后将控制模式由电压控制切换为电流控制；
并网控制模式切换到离网控制模式包括以下步骤：
(1)检测是否发生电网故障；
(2)将网侧电流采样变为电感电流采样，然后关断并网开关；
(3)切换模式开关将逆变器从电流型模式切换为电压型模式；
(4)给出电压基准幅值为给定值。
CN201910409144.5A 2019-05-16 2019-05-16 一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法 Withdrawn CN110112780A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910409144.5A CN110112780A (zh) 2019-05-16 2019-05-16 一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910409144.5A CN110112780A (zh) 2019-05-16 2019-05-16 一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110112780A true CN110112780A (zh) 2019-08-09

Family

ID=67490526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910409144.5A Withdrawn CN110112780A (zh) 2019-05-16 2019-05-16 一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110112780A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518683A (zh) * 2019-09-25 2019-11-29 广州天研自动化科技有限公司 家用自然电采集器
CN110808686A (zh) * 2019-10-31 2020-02-18 北京建筑大学 一种辅助变流器、单相整流器及其控制方法
CN112366957A (zh) * 2021-01-14 2021-02-12 浙江艾罗网络能源技术股份有限公司 一种抗冲击型并网逆变器
CN112713796A (zh) * 2020-12-18 2021-04-27 国创新能源汽车智慧能源装备创新中心(江苏)有限公司 双向直流充电机离网模式下的dc/ac控制方法和装置
CN115047929A (zh) * 2022-03-31 2022-09-13 北京蓝军电器设备有限公司 功率电源电缆末端电压的高精度闭环补偿电路及方法
CN115296548A (zh) * 2022-09-28 2022-11-04 湖南第一师范学院 一种超高频双向dc-dc变换器
CN115808582A (zh) * 2022-11-21 2023-03-17 深圳市索源科技有限公司 一种逆变器负载检测电路
CN116317068A (zh) * 2023-05-19 2023-06-23 湖南第一师范学院 一种boost-buck级联型光伏储能电路及控制系统
CN116799863A (zh) * 2023-08-28 2023-09-22 中天宽带技术有限公司 一种离网型光伏逆变器
WO2024148947A1 (zh) * 2023-01-10 2024-07-18 华为数字能源技术有限公司 一种并离网切换控制方法、变流装置和供电系统
CN118677015A (zh) * 2024-08-22 2024-09-20 杭州东贝智算科技有限公司 一种微电网供电模式切换控制电路

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518683A (zh) * 2019-09-25 2019-11-29 广州天研自动化科技有限公司 家用自然电采集器
CN110808686A (zh) * 2019-10-31 2020-02-18 北京建筑大学 一种辅助变流器、单相整流器及其控制方法
CN110808686B (zh) * 2019-10-31 2021-07-20 北京建筑大学 一种辅助变流器、单相整流器及其控制方法
CN112713796A (zh) * 2020-12-18 2021-04-27 国创新能源汽车智慧能源装备创新中心(江苏)有限公司 双向直流充电机离网模式下的dc/ac控制方法和装置
CN112713796B (zh) * 2020-12-18 2022-05-17 国创移动能源创新中心(江苏)有限公司 双向直流充电机离网模式下的dc/ac控制方法和装置
CN112366957A (zh) * 2021-01-14 2021-02-12 浙江艾罗网络能源技术股份有限公司 一种抗冲击型并网逆变器
CN115047929A (zh) * 2022-03-31 2022-09-13 北京蓝军电器设备有限公司 功率电源电缆末端电压的高精度闭环补偿电路及方法
CN115296548A (zh) * 2022-09-28 2022-11-04 湖南第一师范学院 一种超高频双向dc-dc变换器
CN115808582A (zh) * 2022-11-21 2023-03-17 深圳市索源科技有限公司 一种逆变器负载检测电路
CN115808582B (zh) * 2022-11-21 2023-12-26 深圳市索源科技有限公司 一种逆变器负载检测电路
WO2024148947A1 (zh) * 2023-01-10 2024-07-18 华为数字能源技术有限公司 一种并离网切换控制方法、变流装置和供电系统
CN116317068A (zh) * 2023-05-19 2023-06-23 湖南第一师范学院 一种boost-buck级联型光伏储能电路及控制系统
CN116317068B (zh) * 2023-05-19 2023-07-25 湖南第一师范学院 一种boost-buck级联型光伏储能电路及控制系统
CN116799863A (zh) * 2023-08-28 2023-09-22 中天宽带技术有限公司 一种离网型光伏逆变器
CN116799863B (zh) * 2023-08-28 2024-05-10 中天宽带技术有限公司 一种离网型光伏逆变器
CN118677015A (zh) * 2024-08-22 2024-09-20 杭州东贝智算科技有限公司 一种微电网供电模式切换控制电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110112780A (zh) 一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法
Xue et al. Topologies of single-phase inverters for small distributed power generators: an overview
CN105207258B (zh) 一种光伏直流微电网能量协调控制装置
CN207234419U (zh) 基于多端口户用型能源路由器的直流环网架构
CN101917017B (zh) 单级升/降压储能型光伏并网发电控制系统
CN202019227U (zh) 空调器及其供电系统
CN106803672A (zh) 家庭型能源局域网的能源路由器及控制策略
CN105743127A (zh) 一种户用新能源发电智能控制系统及控制方法
CN203674793U (zh) 在线式工频不间断电源
CN103915856B (zh) 一种基站并网-充电光伏微逆变器系统及其控制方法
CN112290583A (zh) 直流耦合离网制氢系统及其控制柜供电装置和控制方法
CN103441566A (zh) 一种市电、光伏电池和储能电池协同供电系统及方法
CN105515033A (zh) 一种光储微电网系统的功率协调控制方法
CN104779645A (zh) 一种光伏发电系统及其控制方法
CN109787298A (zh) 一种变流器及其控制方法
CN102480167A (zh) 空调器及其供电系统
CN103023362A (zh) 一种无桥逆变电路与太阳能无桥逆变器
TWI276298B (en) Recycle energy DC power supply with grid-connected function
CN110417052B (zh) 交直流混合微电网群串并混联组网结构、控制系统及运行控制方法
KR20120075970A (ko) 태양광 처리 장치 및 방법
CN202190087U (zh) 一种可供多能源的分布式电动汽车充电系统
CN105186919A (zh) 非隔离并网变换器、空调系统及变换器控制方法
CN113489326A (zh) 一种应用于能量路由器的两级式dc/ac双向变换装置
CN104682443A (zh) 一种基于光伏发电功能的v2g系统
CN104300575A (zh) 一种结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190809