CN111030500A - 一种逆变器的控制方法、装置及逆变器 - Google Patents

一种逆变器的控制方法、装置及逆变器 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种逆变器的控制方法、装置及逆变器，该控制方法首先获取所述逆变器的带载状态，其中，带载状态至少包括逆变器带正负半波不对称负载。当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，控制逆变器的调制方式为双极性调试方式。此时，由于双极性调试方式中没有零电平的输出，从而避免了母线不平衡、输出电压直流分量大以及谐波大的问题。

Description

一种逆变器的控制方法、装置及逆变器
技术领域
本发明涉及逆变电路调控技术领域，具体涉及一种逆变器的控制方法、装置及逆变器。
背景技术
目前，离网逆变器通常采用单极性调制方式输出三相正弦波，具体的，当输出正半波时，逆变器输出高电平和零电平，当输出负半波时，逆变器输出低电平和零电平。
而发明人发现，在上述调制方式下，当逆变器的负载是半波整流型负载时，会出现如图1示的母线不平衡、输出电压直流分量大、谐波偏大等问题。
因此，如何提供一种逆变器的控制方法，能够避免在负载不对称时出现母线不平衡、输出电压直流分量大以及谐波大的问题，是当前亟待解决的一大技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种逆变器的控制方法，能够避免在负载不对称时出现母线不平衡、输出电压直流分量大以及谐波大的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种逆变器的控制方法，包括：
获取所述逆变器的带载状态，所述带载状态至少包括逆变器带正负半波不对称负载；
当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，确定双极性调制方式为目标调制方式；
按照所述目标调制方式对所述逆变器进行调控。
可选的，所述带载状态还包括逆变器带正负半波对称负载，
当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载时，确定单极性调制方式为所述目标调制方式。
可选的，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载，包括：
获取预设周期内所述逆变器的负载电流平均值；
判断所述负载电流平均值是否大于第一阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
可选的，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载，包括：
获取所述逆变器的正母线电压与负母线电压的电压差；
判断所述电压差是否大于第二阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
可选的，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载，包括：
获取所述逆变器的正半波有功功率以及负半波有功功率的功率差；
判断所述功率差是否大于第三阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
可选的，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载，包括：
获取预设周期内所述逆变器的负载电流平均值；
判断所述负载电流平均值是否小于第四阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
可选的，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载，包括：
获取所述逆变器的正母线电压与负母线电压的电压差；
判断所述电压差是否小于第五阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
可选的，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载，包括：
获取所述逆变器的正半波有功功率以及负半波有功功率的功率差；
判断所述功率差是否小于第六阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
一种逆变器的控制装置，包括：
获取模块，用于获取所述逆变器的带载状态，所述带载状态至少包括逆变器带正负半波不对称负载；
确定模块，用于当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，确定双极性调制方式为目标调制方式；
调控模块，用于按照所述目标调制方式对所述逆变器进行调控。
一种逆变器，包括：拓扑电路以及上述的拓扑电路的控制装置。
基于上述技术方案，本发明实施例提供了一种逆变器的控制方法、装置及逆变器，该控制方法首先获取所述逆变器的带载状态，其中，带载状态至少包括逆变器带正负半波不对称负载。当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，控制逆变器的调制方式为双极性调试方式。此时，由于双极性调试方式中没有零电平的输出，从而避免了母线不平衡、输出电压直流分量大以及谐波大的问题。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为当逆变器的负载是半波整流型负载时对应的母线波形示意图；
图2为本发明实施例选用的一种T型三电平逆变拓扑电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的流程示意图；
图4为单极性调控方式的波形示意图；
图5为双极性调控方式的波形示意图；
图6为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的又一流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的又一流程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的又一流程示意图；
图9为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的又一流程示意图；
图10为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的又一流程示意图；
图11为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的又一流程示意图；
图12为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的又一流程示意图；
图13为本发明实施例提供的一种逆变器的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，对于逆变器拓扑电路，例如图2所示的T型三电平逆变拓扑电路，离网逆变器通常采用单极性调制方式输出三相正弦波，具体的，当输出正半波时，逆变器输出高电平和零电平，当输出负半波时，逆变器输出低电平和零电平。
而当逆变器的负载是半波整流型负载时，通常只有正半波输出功率，即只有正母线有电流输出，那么，在单极性调制方式下，会出现如图1示的母线不平衡、输出电压直流分量大、谐波偏大等问题。
目前，为了解决母线不平衡、输出电压直流分量大、谐波偏大等问题，可以通过额外增加硬件电路的方式来实现不对称负载下的母线平衡，但增加硬件对导致系统成本增加，同时也增加了系统控制的复杂度。
基于此，请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种逆变器的控制方法的流程示意图，该控制方法包括步骤：
S31、获取所述逆变器的带载状态。
在本实施例中，逆变器的带载状态包括逆变器带正负半波不对称负载以及逆变器带正负半波对称负载两种。而当逆变器的负载是半波整流型负载时，即逆变器带正负半波不对称负载时，由于只有正母线有电流输出，那么，在单极性调制方式下，会出现母线不平衡、输出电压直流分量大、谐波偏大等问题。
S32、当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，确定双极性调制方式为目标调制方式。
因此，本发明实施例通过检测逆变器的带载状态，当确定带载状态为正负半波不对称负载时，调整逆变器的调控方式，由单极性控制切换到双极性控制方式。
具体的，如图4以及图5所示，其中，图4为本发明实施例提供对了一种单极性调制的波形示意图，图5为本发明实施例提供一种双极性调制的波形示意图，二者对比可知，在双极性控制方式中，没有零电平的输出。
S33、按照所述目标调制方式对所述逆变器进行调控。
然后，在逆变器的带载状态为带正负半波不对称负载时，控制逆变器的控制方式为双极性控制方式，由于没有零电平的输出，电流不经过母线中点，将不会导致母线不平衡，进而改善输出电压的直流分量和谐波。
需要说明的是，在本实施例中，T字型三电平拓扑仅为一种举例，本发明适用的逆变器是一种桥式结构，其可通过将PWM调制方式改为双极控制运行，既可以是三相也可以是单相电路。当满足进入双极性调制的条件时，逆变器进入双极性控制。
在上述实施例的基础上，如图6所示，本发明实施例提供的拓扑电路的控制方法，还包括步骤：
S61、当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载时，确定单极性调制方式为所述目标调制方式。
即，上述实施例中，本方案在检测出逆变器带正负半波不对称负载时，将桥式电路的调制方式由单极性切到两极性，在检测到这种负载被切除后，重新换回单极性调制。
在上述实施例的基础上，如图7-图9所示，本发明实施例提供了几种确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载的具体实现方式，如下：
方式一，如图7所示，包括步骤：
S71、获取预设周期内所述逆变器的负载电流平均值；
S72、判断所述负载电流平均值是否大于第一阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
具体的，发明人发现，由于离网逆变器输出正弦波电压，对于正负不对称负载，其典型特征就是电流的正负不对称，因此，本实施例中，通过监测电流的周期平均值，当负载电流平均值大于设置的第一阈值时，判定为带正负不对称负载。
方式二，如图8所示，包括步骤：
S81、获取所述逆变器的正母线电压与负母线电压的电压差；
S82、判断所述电压差是否大于第二阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
除此，由于负载电流不对称会导致母线电压失去平衡，因此本实施例通过正负母线间的压差大于设置的第二阈值作为判定的条件，当电压差大于第二阈值时，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
方式三，如图9所示，包括步骤：
S91、获取所述逆变器的正半波有功功率以及负半波有功功率的功率差；
S92、判断所述功率差是否大于第三阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
即，通过计分别计算正半波和负半波的有功功率，两个半波之间有功功率的差别设为ΔP，若ΔP大于设定的第三阈值时，则进入双极性调制方式。
同样，本发明实施例提供的控制方法中，在满足退出双极性调制的条件时，切换回单极性控制方式。进而本实施例还提供了几种确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载的具体实现方式，如下：
方式一，如图10所示，包括步骤：
S101、获取预设周期内所述逆变器的负载电流平均值；
S102、判断所述负载电流平均值是否小于第四阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
方式二，如图11所示，包括步骤：
S111、获取所述逆变器的正母线电压与负母线电压的电压差；
S112、判断所述电压差是否小于第五阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
方式三，如图12所示，包括步骤：
S121、获取所述逆变器的正半波有功功率以及负半波有功功率的功率差；
S122、判断所述功率差是否小于第六阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
其中，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载的具体实现方式与确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载的具体实现方式相对应。
在上述实施例的基础上，如图13所示，本实施还提供了一种逆变器的控制装置，包括：
获取模块131，用于获取所述逆变器的带载状态，所述带载状态至少包括逆变器带正负半波不对称负载；
确定模块132，用于当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，确定双极性调制方式为目标调制方式；
调控模块133，用于按照所述目标调制方式对所述逆变器进行调控。
除此，该逆变器的控制装置中的确定模块132还用于：当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载时，确定单极性调制方式为所述目标调制方式。
该装置的工作原理请参见上述方法实施例，在此不重复叙述。
除此，本实施还提供了一种逆变器，包括上述的逆变器的控制装置。该逆变器的工作原理请参见上述方法实施例。
综上，本发明实施例提供了一种逆变器的控制方法、装置及逆变器，该控制方法首先获取所述逆变器的带载状态，其中，带载状态至少包括逆变器带正负半波不对称负载。当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，控制逆变器的调制方式为双极性调试方式。此时，由于双极性调试方式中没有零电平的输出，从而避免了母线不平衡、输出电压直流分量大以及谐波大的问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种逆变器的控制方法，其特征在于，包括：
获取所述逆变器的带载状态，所述带载状态至少包括逆变器带正负半波不对称负载；
当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，确定双极性调制方式为目标调制方式；
按照所述目标调制方式对所述逆变器进行调控。
2.根据权利要求1所述的逆变器的控制方法，其特征在于，所述带载状态还包括逆变器带正负半波对称负载，
当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载时，确定单极性调制方式为所述目标调制方式。
3.根据权利要求1所述的逆变器的控制方法，其特征在于，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载，包括：
获取预设周期内所述逆变器的负载电流平均值；
判断所述负载电流平均值是否大于第一阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
4.根据权利要求1所述的逆变器的控制方法，其特征在于，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载，包括：
获取所述逆变器的正母线电压与负母线电压的电压差；
判断所述电压差是否大于第二阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
5.根据权利要求1所述的逆变器的控制方法，其特征在于，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载，包括：
获取所述逆变器的正半波有功功率以及负半波有功功率的功率差；
判断所述功率差是否大于第三阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载。
6.根据权利要求2所述的逆变器的控制方法，其特征在于，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载，包括：
获取预设周期内所述逆变器的负载电流平均值；
判断所述负载电流平均值是否小于第四阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
7.根据权利要求2所述的逆变器的控制方法，其特征在于，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载，包括：
获取所述逆变器的正母线电压与负母线电压的电压差；
判断所述电压差是否小于第五阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
8.根据权利要求2所述的逆变器的控制方法，其特征在于，所述确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载，包括：
获取所述逆变器的正半波有功功率以及负半波有功功率的功率差；
判断所述功率差是否小于第六阈值，如果是，确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波对称负载。
9.一种逆变器的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取所述逆变器的带载状态，所述带载状态至少包括逆变器带正负半波不对称负载；
确定模块，用于当确定所述逆变器的带载状态为所述逆变器带正负半波不对称负载时，确定双极性调制方式为目标调制方式；
调控模块，用于按照所述目标调制方式对所述逆变器进行调控。
10.一种逆变器，其特征在于，包括如权利要求9所述的拓扑电路的控制装置。
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