CN111030497B - 三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备 - Google Patents

三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111030497B
CN111030497B CN201911292484.0A CN201911292484A CN111030497B CN 111030497 B CN111030497 B CN 111030497B CN 201911292484 A CN201911292484 A CN 201911292484A CN 111030497 B CN111030497 B CN 111030497B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
inverter
phase
bridge arm
neutral line
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
CN201911292484.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111030497A (zh
Inventor
张承慧
张锐
邢相洋
李晓艳
耿华
胡顺全
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.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong 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 Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201911292484.0A priority Critical patent/CN111030497B/zh
Publication of CN111030497A publication Critical patent/CN111030497A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111030497B publication Critical patent/CN111030497B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels

Landscapes

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

Abstract

本公开提出了三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备，将负载电流均分作为逆变器的参考电流，通过PI控制器和坐标变换产生调制波，运用载波层叠SPWM方法产生控制信号，使逆变器产生相应补偿电流和并网电流，可以有效补偿不平衡负载所带来得不平衡电流。并且连接中性线的第四桥臂单独控制，均分负载中性线电流为参考电流，通过PI控制器产生调制波并产生控制信号，补偿负载中性线电流使电网中性线电流为零。通过上述方法可以使得并联的多个逆变器的对应桥臂的输出电流均相等；同时，其中一台逆变器的控制中加入零序环流控制，有效抑制了并联三相四桥臂逆变器间的零序环流。解决了直接并联逆变器系统电流畸变、逆变器不均流的问题。

Description

三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备
技术领域
本公开涉及逆变器相关技术领域，具体的说，是涉及三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。
多电平逆变器在近年来的应用日益增多，与两电平逆变器相比，多电平输出端电压波形含有较少的谐波分量，脉动转矩低；而且多电平逆变器中的开关器件所承受的电压较低，对元件耐压水平要求低。但随着社会发展，越来越多的大功率应用场合开始出现，因为元器件限制，单台逆变器的容量往往不能满足需求。所以，两组或多组逆变器并联以扩大容量是今后发展的必然趋势。
然而，两组或多组逆变器的直接并联往往会带来一系列问题，逆变器间的环流会导致电流畸变、逆变器不均流等问题。而且不平衡负载在实际供电系统中必然会存在，随之产生的不平衡电流也不能忽略。而通过采用三相四线逆变器不但可以提供中性线，同时能够产生补偿电流使三相电流对称。
因此针对三相四桥臂逆变器并联系统，研究一种抑制环流、补偿零序电流、同时使逆变器均流的有效方案意义重大。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备，解决直接并联带来的逆变器间的环流会导致电流畸变、逆变器不均流等问题。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一个或多个实施例提供了三相四桥臂逆变器并联系统，包括直接并联在直流侧和交流侧之间的多个三相四桥臂逆变器，每个三相四桥臂逆变器包括并联的三相四桥臂，每相桥臂包括四个IGBT管，四个桥臂的输出端分别连接电网和负载的中性线和三相火线，各个IGBT管均由控制电路驱动；
控制电路包括控制逆变器的三相火线桥臂的第一控制支路和控制中性线的桥臂的第二控制支路，第二控制支路为连接中性线的桥臂提供单独的控制信号，根据负载电流的中性线电流值确定各个逆变器连接中性线的桥臂的输出电流的参考值，使得各个逆变器输出电流相等。
进一步地，控制各个逆变器桥臂的输出电流的参考值为负载电流的电流值与逆变器台数的比值。
进一步地，所述逆变器为T型三电平逆变器，每相桥臂包括四个IGBT管，其中两个IGBT管串联连接，两个串联连接的IGBT中点一侧连接两个反向连接的IGBT管，直流侧输入端串联两个电容，两个串联连接的IGBT中点作为桥臂中点与负载和电网连接，交流侧通过输出电感与交流负载相连。
进一步地，每个控制支路包括依次连接的采样电路、abc/dq坐标变换模块、比较器、PI控制器、dq/abc坐标变换模块以及PWM信号发生器；
采样电路用于采集线路的电流或者电压；
abc/dq坐标变换模块用于将采集的信号进行同步旋转参考坐标变换，从三相静止a-b-c坐标系变换到两相旋转d-q坐标系，获得d-q坐标系电压或电流数值；
比较器用于计算输入值与参考值的差值；PI控制器用于根据差值采用PI控制算法输出相应的控制信号的调制波；
dq/abc坐标变换模块用于将调制波进行同步旋转参考坐标变换，获得a-b-c坐标系的数值；
PWM信号发生器根据dq/abc坐标变换模块输出的信号输出PWM控制信号。
一个或多个实施例提供了三相四桥臂逆变器并联系统的控制方法，包括如下步骤：
根据采集的负载电流中的三相电流确定参考电流，将并联系统中各个逆变器输出端的三相电流作为输入，通过PI控制器获得逆变器连接三相火线桥臂的IGBT管的控制信号；
逆变器中连接中性线的桥臂单独控制，根据负载中性线电流确定参考电流，各个逆变器输出端中性线电流为输入，通过PI控制器产生调制波并产生控制信号，补偿负载中性线电流使电网中性线电流为零。
进一步地，逆变器连接三相火线桥臂的IGBT管的控制信号的确定方法为：
根据电网的三相电压和锁相环，确定dq坐标变换的相角；
检测负载电流，将采集的负载电流经dq坐标变换转化为dq坐标系电流信号，分别记为电流id *和电流iq *，将获得的电流值根据并联逆变器的台数均分确定第一参考电流；
检测各个逆变器输出端的三相电流，将采集的三相电流经dq坐标变换转化为dq坐标系电流信号，分别记为电流id和电流iq，作为第一输入电流；
将第一输入电流与第一参考电流比较获得差值，采用PI算法并经过坐标变换获得各个逆变器连接三相火线桥臂的第一调制波，从而获得连接三相火线桥臂的控制信号；
或者，
逆变器中连接中性线的桥臂单独控制，根据负载中性线电流确定参考电流，各个逆变器输出端中性线电流为输入，通过PI控制器产生调制波并产生控制信号，补偿负载中性线电流使电网中性线电流为零，包括如下步骤：
检测得到负载中性线上的电流；
根据并联逆变器的数量将获得的负载中性线上的电流均分，获得逆变器连接中性线的桥臂的控制信号的第二参考电流；
检测各个逆变器输出端的中性线上的电流，作为第二输入电流；
将第一输入电流与第二参考电流比较获得差值，采用PI算法获得控制逆变器连接中性线的桥臂的调制波，进而获得控制信号；
或者，
根据调制波获得控制信号可以通过层叠载波方法。
进一步地，还包括将并联系统中其中一个逆变器输出端的四线电流和趋于零的步骤：将检测获得的其中一个逆变器输出端的三相电流值的四线电流相加，设定参考值为零；将四线电流相加后获得和与零比较获得差值通过PI运算后获得环流抑制信号，叠加至该逆变器连接三相火线桥臂的调制波上，进而获得该逆变器三相火线桥臂的控制信号；
一个或多个实施例还提供了一种电能治理设备，内部电路采用上述述的三相四桥臂逆变器并联系统，并联系统的控制电路采用上述的三相四桥臂逆变器并联系统的控制方法。
一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征是，所述指令适于由处理器加载并执行上述的控制方法。
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的控制方法。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
(1)本公开的方法可以补偿不平衡负载所带来得不平衡电流：通过采样电路得到负载得三相不平衡电流(ia，ib，ic)和中线电流(io)，并将ia，ib，ic变换为id，iq。将id，iq，io作为控制过程中的参考电流，经PI调节器和PWM信号发生器对逆变器进行控制即可补偿不平衡负载所带来的不平衡电流。
(2)该方法可以在两组逆变器间进线电抗不同的情况下实现均流：将逆变器控制的参考电流id，iq，io分别取1/N后，，分别作为每台逆变器控制的参考电流，每个逆变器的对应桥臂的参考电流相等，经PI调节器和PWM发波后对逆变器进行控制即可保证在两组或多组逆变器间进线电抗不同的情况下实现均流，其中N为逆变器台数。
(3)本公开的方法在其中一台逆变器的控制中加入零序环流控制，主要是在调制波内加入当前逆变器四线电流之和与零的差值通过PI控制器的输出值来控制环流，通过一台逆变器的环流控制，可以消除并联系统中的环流，该方法有效抑制了两组或者多组直接并联三相四桥臂逆变器间的零序环流。
(4)本公开的方法对于逆变器参数、工况不一致的情况下依然适用；该方法实现简单，在多组直接并联逆变器系统中拓展性较好，实用性强。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。
图1为本公开实施例1的并联系统中两个T型三电平逆变器并联连接电路图；
图2为本公开实施例1并联系统连接结构框图；
图3为本公开实施例1并联三电平三相四桥臂逆变器控制方法效果示意图；
图4(a)为未采用本公开实施例1的控制方法零序环流抑制效果；
图4(b)为采用本公开实施例1的控制方法零序环流抑制效果。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
实施例1
在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1和2所示，一种三相四桥臂逆变器并联系统，包括直接并联在直流侧和交流侧之间的多个三相四桥臂逆变器，每个逆变器包括并联的三相四桥臂，每相桥臂包括四个IGBT管，四个桥臂的输出端分别连接电网和负载的中性线和三相线，各个IGBT管均由控制电路驱动；
控制电路包括控制逆变器的三相火线桥臂的第一控制支路和控制中性线的桥臂的第二控制支路，控制电路为连接中性线的桥臂提供单独的控制信号，根据负载电流的中性线电流值确定各个逆变器连接中性线的桥臂的输出电流的参考值，使得各个逆变器输出电流相等。
控制各个逆变器连接中性线的桥臂的输出电流的参考值为负载电流的中性线电流值与逆变器的数量的比值。
每相桥臂包括四个IGBT管，其中两个IGBT管串联连接，两个串联连接的IGBT中点一侧连接两个反向连接的IGBT管，直流侧输入端串联两个电容，两个串联连接的IGBT中点作为桥臂中点与负载和电网连接，交流侧通过输出电感与交流负载相连，系统输出端与电网相连，各个IGBT管均由控制电路驱动。
如图1所示，本实施例的并联系统中包含两个T型三电平逆变器直接并联；分别为逆变器#1和逆变器#2，以逆变器#1的a相桥臂说明T型三电平逆变器的电路结构，a相桥臂包含了IGBT管Sa1、IGBT管Sa2、IGBT管Sa3和IGBT管Sa4、直流侧输入端串联两个电容分别为电容C1和电容C2，电容C1和电容C2的终端为Z1,两个串联连接的IGBT管Sa3和IGBT管Sa4中点为Z2，Z1和Z2两点之间连接两个反向连接的IGBT管Sa1和IGBT管Sa2。
控制电路的每个控制支路包括驱动电路和采样电路，采样电路采集输入电压源的直流电压、逆变器输出的三相电压电流值、负载和并网电流，驱动电路输出PWM信号驱动桥臂中IGBT管的开通与关断。
可选的，每个控制支路包括依次连接的采样电路、abc/dq坐标变换模块、比较器、PI控制器、dq/abc坐标变换模块以及PWM信号发生器。
采样电路用于采集线路的电流或者电压；
abc/dq坐标变换模块用于将采集的信号进行同步旋转参考坐标变换，从三相静止a-b-c坐标系变换到两相旋转d-q坐标系，获得d-q坐标系电压或电流数值；
比较器用于计算输入值与参考值的差值；PI控制器用于根据差值采用PI控制算法输出相应的控制信号的调制波；本实施例中设置了两个逆变器，如图2中，设置了7个比较器，获得相应的差值对逆变器进行控制。每个比较器单独连接一个PI控制器，可以设置7个PI控制器，图中采用了简化画法。
dq/abc坐标变换模块用于将调制波进行同步旋转参考坐标变换，获得a-b-c坐标系的数值；
PWM信号发生器根据dq/abc坐标变换模块输出的信号输出PWM控制信号。
本实施例电流控制采用PI调节器，在两组并联逆变器的dq旋转坐标系下包含7个独立的PI控制器，其中基波有功电流指令id*,iq*和io*来自于采样电路，指令与实际值之间的误差通过PI调节器，最终采用载波层叠SPWM方法控制逆变器的三相桥臂输出有功电流；最后通过加入一个电流控制闭环，控制其中一个逆变器的输出端的四线电流之和趋于零，在其中一台逆变器的控制中加入零序环流控制,由前三相桥臂控制环流。
可选的，并联逆变器两个第四桥臂即连接中性线的桥臂单独控制，由采样电路获得不平衡电流补偿指令，分别控制两个第四桥臂产生所需零序电流的一半，实现均流。
本实施例还提供了一种三相四桥臂逆变器并联系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤1、根据采集的负载电流中的三相电流确定参考电流，将并联系统中各个逆变器输出端的三相电流作为输入，通过PI控制器获得逆变器连接三相火线桥臂的IGBT管的控制信号；
步骤2、逆变器中连接中性线的桥臂单独控制，根据负载中性线电流确定参考电流，各个逆变器输出端中性线电流为输入，通过PI控制器产生调制波并产生控制信号，补偿负载中性线电流使电网中性线电流为零。
上述两个步骤提供的方法，分别对逆变器的连接火线的三相桥臂和连接中性线的第四桥臂提供控制信号，第四桥臂采用单独的控制信号，能实现对负载中性线电流的补偿，使在并网时中性线电流为零。同时对于每个逆变器的控制信号输入的参考值是相同的，是将负载电流均分后的数值，可以使得并联的两台逆变器三相输出电流和中线输出电流分别相等，实现均流。
步骤1中，用于获得逆变器连接三相火线桥臂的IGBT管的控制信号，根据该控制信号IGBT管相应动作使逆变器产生相应补偿电流和并网电流，逆变器连接三相火线桥臂的IGBT管的控制信号的确定方法，可以具体包括如下步骤：
步骤11、根据电网的三相电压和锁相环，确定dq坐标变换的相角；
步骤12、检测负载电流，将采集的负载电流经dq坐标变换转化为dq坐标系电流信号，分别记为电流id *和电流iq *，用于确定第一参考电流；
当有N个逆变器并联时，第一参考电流分别为
Figure BDA0002319640000000101
和
Figure BDA0002319640000000102
本实施例中并联连接了两个逆变器，可以取转化后的电流信号的一半作为逆变器的参考电流，即为A+0.5id *和A+0.5iq *；其中A为并网电流，可以根据实际情况设定，并网电流可以根据实际情况设定，本实施例以设置为10A为例说明。
步骤13、检测各个逆变器输出端的三相电流，将采集的三相电流经dq坐标变换转化为dq坐标系电流信号，分别记为电流id和电流iq，作为第一输入电流；
步骤14、将第一输入电流与第一参考电流比较获得差值，采用PI算法并经过坐标变换获得各个逆变器连接三相火线桥臂的第一调制波，从而获得连接三相火线桥臂的控制信号。
本实施例是将两组逆变器的实际三相电流进行坐标变换，与参考电流经PI控制器和坐标变换后作为两组逆变器三相桥臂的调制波mabc1，mabc2，即为第一调制波。
通过以上步骤11-步骤14可以实现对负载电流的补偿并产生并网电流。而且由于控制过程中的参考电流在各个逆变器中均分，最终每台逆变器的三相输出电流相同，实现三相均流。
步骤2中，用于获得逆变器连接中性线桥臂的IGBT管的控制信号，实现逆变器中连接中性线的桥臂的单独控制，可以包括如下步骤：
步骤21、检测得到负载中性线上的电流io *；
步骤22、根据负载中性线上的电流io *和并联逆变器的数量，计算控制逆变器连接中性线的桥臂的控制信号的第二参考电流；
步骤23、检测各个逆变器输出端的中性线上的电流io，作为第二输入电流；
步骤24、将第一输入电流io与第二参考电流比较获得差值，采用PI算法获得控制逆变器连接中性线的桥臂的调制波，进而获得控制信号。
作为进一步的改进，第二参考电流为按照并联的逆变器的数量将负载中性线上的电流io *均分，即并联了N个逆变器，第二参考电流为
Figure BDA0002319640000000111
本实施例中，可选的并联逆变器的数量为两个，逆变器的第四桥臂单独控制，经电流检测得到负载中性线上的电流io，同样各取其值得1/2作为参考电流io *，经PI控制器后产生调制波mo1、mo2。
单独控制第四桥臂是实现对负载中性线电流的补偿，使在并网时中性线电流为零，同时因为每台逆变器第四桥臂控制中的参考电流均分，所以每台逆变器的中线输出电流相等。
作为进一步地改进，在一些实施例中，为了抑制环流，步骤1中还可以增加环流抑制控制信号使控制其中一个逆变器输出端的四线电流和趋于零，具体方法为：
将检测获得的其中一个逆变器输出端的三相电流值的四线电流相加，设定参考值为零，将四线电流相加后获得和与零比较获得差值通过PI运算后获得环流抑制信号，叠加至该逆变器连接三相火线桥臂的调制波上，进而获得三相火线桥臂的控制信号；
本实施例中，如图2所示为将第一台逆变器#1的四线电流ia1，ib1，ic1，io1相加，与给定值0经过PI控制器后产生抑制环流的信号mabc1'并与三相桥臂调制波mabc1叠加三相火线桥臂的控制信号，产生用于最终调制的调制信号PWM1＝mabc1+mo1+mabc1'。
可选的，上述步骤中通过PI运算后获得的均是调制波，根据调制波获得控制信号可以通过层叠载波方法，采用载波层叠SPWM方法控制逆变器的各个桥臂的输出。
本实施例的方法可以抑制直接并联三相四桥臂逆变器间的零序环流并补偿不平衡负载所带来得不平衡电流；该方法可以保证在并联的逆变器间进线电抗不同的情况下实现均流，实现简单，在多组直接并联逆变器系统中拓展性较好，实用性强；在电力系统、可再生能源发电领域前景广阔。
为说明效果，针对本实施例提供的两个逆变器直接并联的系统进行了实验，结果如下：
图3为直接并联三电平三相四桥臂逆变器效果示意图，从上到下分别为电网电压vg，电网电流ig，负载电流iload，逆变器电流iabc。由图可知在不平衡负载的情况下，逆变器可以产生很好的补偿电流，得到标准正弦电网电流。
图4为零序环流抑制效果示意图。设置两组逆变器的输出电感分别为L1＝3mH，L2＝6mH，两组逆变器第四桥臂的给定电流均为1/2io。如图4(a)所示在不采用本公开的零序环流抑制方法时，两组逆变器四线电流之和不为零，存在零序环流。当采用本公开提出的零序环流抑制方法时，如图4(b)所示，io1＝io2，且两组逆变器四线电流之和为零，零序环流得到抑制。
实施例2
本实施例提供了一种电能治理设备，设备内部电路可以采用实施例1中所述的三相四桥臂逆变器并联系统，并联系统的控制电路采用实施例1中所述的三相四桥臂逆变器并联系统的控制方法。电能治理设备可以内部电路中包含多个逆变器的设备，如可以为储能变流器，光伏并网逆变系统的设备。
实施例3
本实施例提供一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载实施例1所述的并联系统的控制方法。
实施例4
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行实施例1所述的并联系统的控制方法。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (8)

1.三相四桥臂逆变器并联系统，其特征是：包括直接并联在直流侧和交流侧之间的多个三相四桥臂逆变器，每个三相四桥臂逆变器包括并联的三相四桥臂，每相桥臂包括四个IGBT管，四个桥臂的输出端分别连接电网和负载的中性线和三相火线，各个IGBT管均由控制电路驱动；
控制电路包括控制逆变器的三相火线桥臂的第一控制支路和控制中性线的桥臂的第二控制支路，第二控制支路为连接中性线的桥臂提供单独的控制信号，根据负载电流的中性线电流值确定各个逆变器连接中性线的桥臂的输出电流的参考值，使得各个逆变器输出电流相等，控制各个逆变器三相火线桥臂的输出电流的参考值为负载电流的电流值与逆变器台数的比值。
2.如权利要求1所述的三相四桥臂逆变器并联系统，其特征是：所述逆变器为T型三电平逆变器，每相桥臂包括四个IGBT管，其中两个IGBT管串联连接，两个串联连接的IGBT中点一侧连接两个反向连接的IGBT管，直流侧输入端串联两个电容，两个串联连接的IGBT中点作为桥臂中点与负载和电网连接，交流侧通过输出电感与交流负载相连。
3.如权利要求1所述的三相四桥臂逆变器并联系统，其特征是：每个第一控制支路包括依次连接的采样电路、abc/dq坐标变换模块、比较器、PI控制器、dq/abc坐标变换模块以及PWM信号发生器；
采样电路用于采集线路的电流或者电压；
abc/dq坐标变换模块用于将采集的信号进行同步旋转参考坐标变换，从三相静止a-b-c坐标系变换到两相旋转d-q坐标系，获得d-q坐标系电压或电流数值；
比较器用于计算输入值与参考值的差值；PI控制器用于根据差值采用PI控制算法输出相应的控制信号的调制波；
dq/abc坐标变换模块用于将调制波进行同步旋转参考坐标变换，获得a-b-c坐标系的数值；
PWM信号发生器根据dq/abc坐标变换模块输出的信号输出PWM控制信号。
4.三相四桥臂逆变器并联系统的控制方法，其特征是，包括如下步骤：
根据采集的负载电流中的三相电流确定参考电流，将并联系统中各个逆变器输出端的三相电流作为输入，通过PI控制器获得逆变器连接三相火线桥臂的IGBT管的控制信号；将并联系统中其中一个逆变器输出端的四线电流和趋于零：将检测获得的其中一个逆变器输出端的三相电流值的四线电流相加，设定参考值为零；将四线电流相加后获得和与零比较获得差值通过PI运算后获得环流抑制信号，叠加至该逆变器连接三相火线桥臂的调制波上，进而获得该逆变器三相火线桥臂的控制信号；
逆变器中连接中性线的桥臂单独控制，根据负载中性线电流确定参考电流，各个逆变器输出端中性线电流为输入，通过PI控制器产生调制波并产生控制信号，补偿负载中性线电流使电网中性线电流为零。
5.如权利要求4所述的三相四桥臂逆变器并联系统的控制方法，其特征是；逆变器连接三相火线桥臂的IGBT管的控制信号的确定方法为：
根据电网的三相电压和锁相环，确定dq坐标变换的相角；
检测负载电流，将采集的负载电流经dq坐标变换转化为dq坐标系电流信号，分别记为电流id *和电流iq *，将获得的电流值根据并联逆变器的台数均分确定第一参考电流；
检测各个逆变器输出端的三相电流，将采集的三相电流经dq坐标变换转化为dq坐标系电流信号，分别记为电流id和电流iq，作为第一输入电流；
将第一输入电流与第一参考电流比较获得差值，采用PI算法并经过坐标变换获得各个逆变器连接三相火线桥臂的第一调制波，从而获得连接三相火线桥臂的控制信号；
或者，
逆变器中连接中性线的桥臂单独控制，根据负载中性线电流确定参考电流，各个逆变器输出端中性线电流为输入，通过PI控制器产生调制波并产生控制信号，补偿负载中性线电流使电网中性线电流为零，包括如下步骤：
检测得到负载中性线上的电流；
根据并联逆变器的数量将获得的负载中性线上的电流均分，获得逆变器连接中性线的桥臂的控制信号的第二参考电流；
检测各个逆变器输出端的中性线上的电流，作为第二输入电流；
将第一输入电流与第二参考电流比较获得差值，采用PI算法获得控制逆变器连接中性线的桥臂的调制波，进而获得控制信号；
或者，
根据调制波获得控制信号可以通过层叠载波方法。
6.一种电能治理设备，其特征是：内部电路采用权利要求1-3任一项所述的三相四桥臂逆变器并联系统，并联系统的控制电路采用如权利要求4-5任一项所述的三相四桥臂逆变器并联系统的控制方法。
7.一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征是，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求4-5任一项所述的控制方法。
8.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征是，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求4-5任一项所述的控制方法。
CN201911292484.0A 2019-12-12 2019-12-12 三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备 Active CN111030497B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911292484.0A CN111030497B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911292484.0A CN111030497B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111030497A CN111030497A (zh) 2020-04-17
CN111030497B true CN111030497B (zh) 2021-02-19

Family

ID=70209260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911292484.0A Active CN111030497B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111030497B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111987928A (zh) 2020-08-19 2020-11-24 上海海事大学 一种自适应调制的多状态逆变系统及其调制方法
CN112928777B (zh) * 2021-03-22 2023-12-19 阳光电源股份有限公司 一种级联式并网逆变器控制方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103731016A (zh) * 2013-12-18 2014-04-16 国网上海市电力公司 一种电源输出用均流电路及其应用
CN205901318U (zh) * 2016-07-13 2017-01-18 深圳市泰昂能源科技股份有限公司 一种用于三相不平衡和无功补偿的控制装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102005903B (zh) * 2009-08-28 2013-01-16 华为技术有限公司 电源模块的数字均流方法、电源模块及通信设备
CN102623996B (zh) * 2012-03-26 2014-03-12 西安交通大学 一种基于解耦谐振调节器阵列的有源电力滤波器闭环控制方法
CN102710112B (zh) * 2012-06-12 2014-07-16 阳光电源股份有限公司 一种逆变器过热保护装置及其过热保护方法
CN104065255B (zh) * 2014-03-24 2016-08-31 南京航空航天大学 一种基于零序环流前馈的并联三相四桥臂逆变器环流抑制方法
CN104767415B (zh) * 2015-03-27 2018-08-17 哈尔滨工程大学 一种三相四桥臂逆变器的并联控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103731016A (zh) * 2013-12-18 2014-04-16 国网上海市电力公司 一种电源输出用均流电路及其应用
CN205901318U (zh) * 2016-07-13 2017-01-18 深圳市泰昂能源科技股份有限公司 一种用于三相不平衡和无功补偿的控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111030497A (zh) 2020-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mittal et al. Multilevel inverters: A literature survey on topologies and control strategies
JP5721096B2 (ja) 電力変換器
Liu et al. Comparative evaluation of three Z-source/quasi-Z-source indirect matrix converters
Kim et al. Design and control of a grid-connected three-phase 3-level NPC inverter for building integrated photovoltaic systems
US20160329832A1 (en) Modular, multi-channel, interleaved power converters
CN102856916B (zh) 一种单相光伏逆变器无功控制方法及电路
AU2018238817B2 (en) Method for suppressing common-mode current of intermediate line of T-shaped three-level three-phase inverter
Sebaaly et al. Three-level neutral-point-clamped inverters in transformerless PV systems—State of the art
CN111030497B (zh) 三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备
CN115411964A (zh) 一种船用微网逆变器、调制策略及控制方法
Ming et al. A hybrid carrier-based DPWM with controllable NP voltage for three-phase Vienna rectifiers
Pinkymol et al. Analysis of 3-level inverter scheme with DC-link voltage balancing using LS-PWM & SVM techniques
Reddy A Novel Review on Modular Multilevel Converter for Induction Motor Drive Applications
Li et al. Elimination of zero sequence circulating current between parallel operating three-level inverters
CN114915195A (zh) 一种基于单相电流源型五电平逆变器的并网谐波抑制方法
Waware et al. A review of multilevel inverter based active power filter
Dekka et al. Modular multilevel converters
JP2017118635A (ja) 自励式無効電力補償装置
CN116191482A (zh) 一种三电平电压恢复器带不平衡负载的控制系统和方法
Shawky et al. Space vector modulation scheme for three-phase single-stage SEPIC-based grid-connected differential inverter
Panda et al. Design and control of an asymmetrical cascaded compact module multilevel inverter for PV system
CN112910283B (zh) 模块化并联整流器的共模电压和环流同时抑制方法及系统
Sun et al. Research on zero-sequence circulating current suppression strategy based on T-type three-level photovoltaic grid-connected inverters
CN113922687A (zh) 一种级联式多电平变换装置、控制方法及其控制器
Shi et al. Control system design and stability analysis for a three phase SiC-based Filter-less grid-connected PV inverter

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20200417

Assignee: WINDSUN SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: SHANDONG University

Contract record no.: X2022980012077

Denomination of invention: Three-phase four-arm inverter parallel system and control method thereof, and power management equipment

Granted publication date: 20210219

License type: Common License

Record date: 20220809