CN113224966B - 一种三相并网逆变器的控制方法、系统及三相并网逆变器 - Google Patents

一种三相并网逆变器的控制方法、系统及三相并网逆变器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三相并网逆变器的控制方法,应用于三相三桥臂并网逆变器。本申请对三相三桥臂并网逆变器的结构进行改进,使滤波电容连接直流输入母线的负极以构成谐波旁路通道,从而提高了谐波抑制能力,实现了低功率下高质量的并网电流,即无需增大电感感量,从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作,较适用于光伏微型逆变器。而且,本申请的三相三桥臂并网逆变器工作在电感电流断续模式,即在桥臂上功率开关管的开通时刻,电感电流降至零,从而降低了功率开关管的开关损耗,提高了逆变器的转换效率。本发明还公开了一种三相并网逆变器的控制系统及三相并网逆变器,与上述控制方法具有相同的有益效果。

Description

一种三相并网逆变器的控制方法、系统及三相并网逆变器
技术领域
本发明涉及太阳能光伏三相并网系统领域,特别是涉及一种三相并网逆变器的控制方法、系统及三相并网逆变器。
背景技术
在太阳能光伏三相并网系统中,三相三桥臂并网逆变器是较为常用的逆变器。请参照图1,图1为现有技术中的一种三相三桥臂并网逆变器的结构示意图。从图1中可以看出,三相三桥臂并网逆变器因未构成谐波旁路通道而导致谐波抑制能力较弱,尤其在低功率下并网电流波形的质量较差。现有技术中,为了减少三相三桥臂并网逆变器输出电流的谐波分量,通常采用增大桥臂输出电感L1、L2、L3的感量,但感量增大,系统中并联的逆变器设备发生谐振的风险也会随之提高,无法适用于光伏微型逆变器。而且,现有的三相三桥臂并网逆变器通常工作在电感电流连续模式,即在桥臂上功率开关管的开通时刻,电感电流不降至零,导致功率开关管的开关损耗较大,最终影响逆变器的转换效率。
因此,如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种三相并网逆变器的控制方法、系统及三相并网逆变器,提高了谐波抑制能力,实现了低功率下高质量的并网电流,即无需增大电感感量,从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作,较适用于光伏微型逆变器;而且,本申请的三相三桥臂并网逆变器工作在电感电流断续模式,从而降低了功率开关管的开关损耗,提高了逆变器的转换效率。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种三相并网逆变器的控制方法,应用于包含一端连接对应桥臂的输出电感、另一端连接直流输入母线的负极的滤波电容的三相三桥臂并网逆变器,所述控制方法包括:
预先根据三个电感电流的基波过零点,将一电网周期划分为多个区间;其中,每个区间对应的三个电感电流为其中两个电感电流正方向、另一个电感电流负方向或其中一个电感电流正方向、另两个电感电流负方向;电感电流从桥臂侧流向交流电网侧为正方向、反之则为负方向;
在每个电网周期的任一区间内,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波。
优选地,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波的过程,包括:
在电感电流断续模式下,对正方向的电感电流和负方向的电感电流进行交错控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波。
优选地,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波的过程,包括:
在电感电流断续模式下,对正方向的电感电流和负方向的电感电流进行并行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波。
优选地,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制的过程,包括:
在对三个电感电流中的目标电感电流进行控制时,控制所述目标电感电流对应的目标开关管开通;
根据预设电感峰值电流求取关系式求取所述目标电感电流此时对应的目标电感峰值电流;其中,ΔI为电感峰值电流,T为一区间内的整个开关周期,I为电感电流幅值,ω为电感电流角频率,t为时间,L为电感感量,Udc为直流侧电压,Ux为交流侧电网节点对母线负极的电压;
获取所述目标电感电流的实际电流值,并当所述实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流时,控制所述目标开关管关断;
当所述目标电感电流续流结束后,对下一开关周期的目标电感电流进行同原理控制,以实现在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制。
优选地,在求取所述目标电感电流此时对应的目标电感峰值电流之后,在所述实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流之前,所述控制方法还包括:
将所述目标电感峰值电流乘以一个正系数α,并将乘积结果作为所述目标电感电流对应的目标电感峰值电流。
优选地,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制的过程,包括:
在对三个电感电流中的目标电感电流进行控制时,控制所述目标电感电流对应的目标开关管开通;
根据预设开通时间比求取关系式求取所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比,并根据所述目标开通时间比求取所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间;其中,T为一区间内的整个开关周期,D为整个开关周期的开通时间比,I为电感电流幅值,ω为电感电流角频率,t为时间,L为电感感量,Udc为直流侧电压,Ux为交流侧电网节点对母线负极的电压;
当所述目标开关管的实际开通时间到达其对应的目标开通时间时,控制所述目标开关管关断;
当所述目标电感电流续流结束后,对下一开关周期的目标电感电流进行同原理控制,以实现在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制。
优选地,在求取所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比之后,在根据所述目标开通时间比求取所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间之前,所述控制方法还包括:
将所述目标开通时间比乘以一个正系数α,并将乘积结果作为所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比。
优选地,所述控制方法还包括:
根据功率因数需求量对三个电感电流的相位进行移动,以使在电网周期内,电感电流与电网电压之间存在相位差。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种三相并网逆变器的控制系统,应用于包含一端连接对应桥臂的输出电感、另一端连接直流输入母线的负极的滤波电容的三相三桥臂并网逆变器,所述控制系统包括:
周期分区模块,用于预先根据三个电感电流的基波过零点,将一电网周期划分为多个区间;其中,每个区间对应的三个电感电流为其中两个电感电流正方向、另一个电感电流负方向或其中一个电感电流正方向、另两个电感电流负方向;电感电流从桥臂侧流向交流电网侧为正方向、反之则为负方向;
电流控制模块,用于在每个电网周期的任一区间内,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种三相并网逆变器,包括六个开关管、三个输出电感及三个滤波电容;其中:
第一开关管、第三开关管及第五开关管的第一端均连接直流输入母线的正极,第二开关管、第四开关管及第六开关管的第二端均连接直流输入母线的负极;第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接且公共端与第一输出电感的第一端连接,第三开关管的第二端与第四开关管的第一端连接且公共端与第二输出电感的第一端连接,第五开关管的第二端与第六开关管的第一端连接且公共端与第三输出电感的第一端连接;第一输出电感的第二端与第一滤波电容的第一端连接且公共端连接电网A相线,第二输出电感的第二端与第二滤波电容的第一端连接且公共端连接电网B相线,第三输出电感的第二端与第三滤波电容的第一端连接且公共端连接电网C相线;第一滤波电容、第二滤波电容及第三滤波电容的第二端连接直流输入母线的负极;
其中,所述三相并网逆变器的控制方法采用上述任一种三相并网逆变器的控制方法。
本发明提供了一种三相并网逆变器的控制方法,应用于三相三桥臂并网逆变器。本申请对三相三桥臂并网逆变器的结构进行改进,使滤波电容连接直流输入母线的负极以构成谐波旁路通道,从而提高了谐波抑制能力,实现了低功率下高质量的并网电流,即无需增大电感感量,从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作,较适用于光伏微型逆变器。而且,本申请的三相三桥臂并网逆变器工作在电感电流断续模式,即在桥臂上功率开关管的开通时刻,电感电流降至零,从而降低了功率开关管的开关损耗,提高了逆变器的转换效率。
本发明还提供了一种三相并网逆变器的控制系统及三相并网逆变器,与上述控制方法具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例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为现有技术中的一种三相三桥臂并网逆变器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种三相并网逆变器的控制方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的一种三相三桥臂并网逆变器的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种电网周期的分区原理图;
图5(a)为本发明实施例提供的第一种电网周期内1区的电感电流波形示意图;
图5(b)为本发明实施例提供的第二种电网周期内1区的电感电流波形示意图;
图6为本发明实施例提供的一种电网周期内1区的电感电流控制原理图;
图7为本发明实施例提供的一种半个电网周期内某一相的电感峰值电流波形示意图;
图8为本发明实施例提供的一种半个电网周期内某一相的占空比波形示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种三相并网逆变器的控制方法、系统及三相并网逆变器,提高了谐波抑制能力,实现了低功率下高质量的并网电流,即无需增大电感感量,从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作,较适用于光伏微型逆变器;而且,本申请的三相三桥臂并网逆变器工作在电感电流断续模式,从而降低了功率开关管的开关损耗,提高了逆变器的转换效率。
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做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。
请参照图2,图2为本发明实施例提供的一种三相并网逆变器的控制方法的流程图。
该三相并网逆变器的控制方法,应用于包含一端连接对应桥臂的输出电感、另一端连接直流输入母线的负极的滤波电容的三相三桥臂并网逆变器,控制方法包括:
步骤S1:预先根据三个电感电流的基波过零点,将一电网周期划分为多个区间。
具体地,首先对本申请的三相三桥臂并网逆变器的结构进行介绍:本申请对传统三相三桥臂并网逆变器的结构进行改进(请参照图3,图3为本发明实施例提供的一种三相三桥臂并网逆变器的结构示意图),图3中,第一开关管Q1和第二开关管Q2构成三相三桥臂并网逆变器的第一桥臂,第三开关管Q3和第四开关管Q4构成三相三桥臂并网逆变器的第二桥臂,第五开关管Q5和第六开关管Q6构成三相三桥臂并网逆变器的第三桥臂;三个桥臂的中点均串接一个输出电感和一个滤波电容;三个滤波电容C1、C2、C3的一端一一连接对应桥臂的输出电感、另一端连接直流输入母线的负极(具体是直流输入母线的负极和滤波电容的另一端均接地实现二者连接),以构成谐波旁路通道,从而提高了谐波抑制能力,实现了低功率下高质量的并网电流,即无需增大电感感量,从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作,较适用于光伏微型逆变器。
基于此,本申请提前根据三个电感电流的基波过零点,将一电网周期划分为多个区间,如图4所示,其中,每一个区间对应的三个电感电流都有如下特点:其中两个电感电流正方向、另一个电感电流负方向或其中一个电感电流正方向、另两个电感电流负方向;其中,定义电感电流从桥臂侧流向交流电网侧为正方向、反之则为负方向。
步骤S2:在每个电网周期的任一区间内,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个电感电流的基波分量均为正弦波。
具体地,由步骤S1可知:根据三相电感电流的过零点划分电网周期,将一电网周期划分为6个区间,每个区间控制三个电感电流。下表1表示每个区号内控制的电感电流方向,表2表示每个区号内控制的电感电流对应的工作的开关管。
表1
区号 1 2 3 4 5 6
电流基波正方向 iL1、iL3 iL1 iL1、iL2 iL2 iL2、iL3 iL3
电流基波反方向 iL2 iL2、iL3 iL3 iL1、iL3 iL1 iL1、iL2
表2
由于本申请的输出电感工作在断续模式(即在桥臂上功率开关管的开通时刻,电感电流降至零),所以为保证每一相电感电流续流的完整,需等待本轮控制的电感电流续流结束后再开始控制下一轮电感电流,最终满足于:三个电感电流的基波分量均为正弦波,从而降低了功率开关管的开关损耗,提高了逆变器的转换效率。
本发明提供了一种三相并网逆变器的控制方法,应用于三相三桥臂并网逆变器。本申请对三相三桥臂并网逆变器的结构进行改进,使滤波电容连接直流输入母线的负极以构成谐波旁路通道,从而提高了谐波抑制能力,实现了低功率下高质量的并网电流,即无需增大电感感量,从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作,较适用于光伏微型逆变器。而且,本申请的三相三桥臂并网逆变器工作在电感电流断续模式,即在桥臂上功率开关管的开通时刻,电感电流降至零,从而降低了功率开关管的开关损耗,提高了逆变器的转换效率。
在上述实施例的基础上:
作为一种可选的实施例,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个电感电流的基波分量均为正弦波的过程,包括:
在电感电流断续模式下,对正方向的电感电流和负方向的电感电流进行交错控制,以满足三个电感电流的基波分量均为正弦波。
具体地,以1区为例,三个电感电流波形如图5(a)所示,iL1、iL3→iL2→iL1、iL3→iL2……(图中虚线为电感电流的基波分量),即正方向的电感电流和负方向的电感电流进行交错控制。
作为一种可选的实施例,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个电感电流的基波分量均为正弦波的过程,包括:
在电感电流断续模式下,对正方向的电感电流和负方向的电感电流进行并行控制,以满足三个电感电流的基波分量均为正弦波。
具体地,以1区为例,三个电感电流波形也可如图5(b)所示,iL1、iL2、iL3→iL1、iL2、iL3……(图中虚线为电感电流的基波分量),即正方向的电感电流和负方向的电感电流进行并行控制。
作为一种可选的实施例,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制的过程,包括:
在对三个电感电流中的目标电感电流进行控制时,控制目标电感电流对应的目标开关管开通;
根据预设电感峰值电流求取关系式求取目标电感电流此时对应的目标电感峰值电流;其中,ΔI为电感峰值电流,T为一区间内的整个开关周期,I为电感电流幅值,ω为电感电流角频率,t为时间,L为电感感量,Udc为直流侧电压,Ux为交流侧电网节点对母线负极的电压;
获取目标电感电流的实际电流值,并当实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流时,控制目标开关管关断;
当目标电感电流续流结束后,对下一开关周期的目标电感电流进行同原理控制,以实现在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制。
具体地,本申请的电感电流是断续模式而输出的电流波形是按正弦变化,则本申请可计算电感电流峰值变化,以采用模拟控制,用电感峰值电流作为参考值控制开关管,就能产生需要的电感电流。
请参照图6,图6为本发明实施例提供的一种电网周期内1区的电感电流控制原理图。Ton为开通时间,Toff为关断时间,T为一区间内的整个开关周期,D为开通时间比,Dp为关断时间比,Udc为直流侧电压,Ux为交流侧电网节点对母线负极的电压,ΔI为电感峰值电流,L为电感感量;则:
每个开关周期的电感峰值电流:ΔI;每个开关周期的电感平均电流:令/>
(1)、(2)代入(3),得到:
则电感峰值电流求取关系式:
基于此,在对目标电感电流(iL1、iL2、iL3)进行控制时,控制目标电感电流对应的目标开关管开通(如对1区对应的iL1进行控制,则控制第一开关管Q1开通);根据电感峰值电流求取关系式求取目标电感电流此时对应的目标电感峰值电流;获取目标电感电流的实际电流值,并当实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流时,控制目标开关管关断(如对1区对应的iL1进行控制,则获取流经第一输出电感L1的实际电流值,当实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流时,控制第一开关管Q1关断);当本周期的目标电感电流续流结束后,再对下一周期的目标电感电流进行同原理控制,循环往复至对应区间结束,从而在对应区间内实现在电感电流断续模式下对电感电流进行控制。
请参照图7,图7为本发明实施例提供的一种半个电网周期内某一相的电感峰值电流波形示意图。
作为一种可选的实施例,在求取目标电感电流此时对应的目标电感峰值电流之后,在实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流之前,控制方法还包括:
将目标电感峰值电流乘以一个正系数α,并将乘积结果作为目标电感电流对应的目标电感峰值电流。
本申请在此先对本实施例不作详细介绍,与后续实施例共同进行介绍。
作为一种可选的实施例,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制的过程,包括:
在对三个电感电流中的目标电感电流进行控制时,控制目标电感电流对应的目标开关管开通;
根据预设开通时间比求取关系式求取目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比,并根据目标开通时间比求取目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间;其中,T为一区间内的整个开关周期,D为整个开关周期的开通时间比,I为电感电流幅值,ω为电感电流角频率,t为时间,L为电感感量,Udc为直流侧电压,Ux为交流侧电网节点对母线负极的电压;
当目标开关管的实际开通时间到达其对应的目标开通时间时,控制目标开关管关断;
当目标电感电流续流结束后,对下一开关周期的目标电感电流进行同原理控制,以实现在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制。
具体地,本申请还可计算占空比变化,以采用数字控制,直接根据占空比控制开关管,就能产生需要的电感电流。
由(1)、(2)得:
(1)、(9)代入(3),得到:
则开通时间比求取关系式:
基于此,在对三个电感电流中的目标电感电流进行控制时,控制目标电感电流对应的目标开关管开通;根据开通时间比求取关系式求取目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比,并根据目标开通时间比求取目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间Ton=D×T;从目标开关管开通时开始计时,当目标开关管的实际开通时间(计时时间)到达其对应的目标开通时间时,控制目标开关管关断;当本周期的目标电感电流续流结束后,再对下一周期的目标电感电流进行同原理控制,循环往复至对应区间结束,从而在对应区间内实现在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制。
请参照图8,图8为本发明实施例提供的一种半个电网周期内某一相的占空比波形示意图。
作为一种可选的实施例,在求取目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比之后,在根据目标开通时间比求取目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间之前,控制方法还包括:
将目标开通时间比乘以一个正系数α,并将乘积结果作为目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比。
进一步地,从关系式(4)可以看出减小T值能提高电感电流利用率,即在T值更小的情况下,同等的ΔI能生成更大的I。另一方面,为减小输出电流的纹波,T应尽量小。由于本申请的逆变桥工作在电感断续模式下,即Ton+Toff<T,T应趋向Ton+Toff。T可随I变化而变化,即在同一功率下采取定频控制、不同功率下采取变频控制。
令I和T的变化系数同为α;
通过调节变化系数α改变I和T,从而能够控制逆变桥的输出功率。
此外,当Ton+Toff=T,进入临界连续模式,由(3)得:
ΔI=2Isinωt (16);
进入临界连续模式后,在同一功率下采取变频控制,由(1)、(2)得:
由(17)代入(12),得到:
作为一种可选的实施例,控制方法还包括:
根据功率因数需求量对三个电感电流的相位进行移动,以使在电网周期内,电感电流与电网电压之间存在相位差。
进一步地,由于电感电流的相位与电网电压的相位没有关联,所以只要移动三个电感电流的相位,就能达到电感电流与电网电压之间不同相位差的目的,使电感电流超前或滞后电网电压的相位,实现逆变器的功率因数在-1~+1之间变化。基于此,本申请可对三个电感电流的相位进行移动,以满足当前的功率因数需求量。
本申请还提供了一种三相并网逆变器的控制系统,应用于包含一端连接对应桥臂的输出电感、另一端连接直流输入母线的负极的滤波电容的三相三桥臂并网逆变器,控制系统包括:
开关周期分区模块,用于预先根据三个电感电流的基波过零点,将一电网周期划分为多个区间;其中,每个区间对应的三个电感电流为其中两个电感电流正方向、另一个电感电流负方向或其中一个电感电流正方向、另两个电感电流负方向;电感电流从桥臂侧流向交流电网侧为正方向、反之则为负方向;
电流控制模块,用于在每个电网周期的任一区间内,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个电感电流的基波分量均为正弦波。
本申请提供的控制系统的介绍请参考上述控制方法的实施例,本申请在此不再赘述。
本申请还提供了一种三相并网逆变器,包括六个开关管、三个输出电感及三个滤波电容;其中:
第一开关管、第三开关管及第五开关管的第一端均连接直流输入母线的正极,第二开关管、第四开关管及第六开关管的第二端均连接直流输入母线的负极;第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接且公共端与第一输出电感的第一端连接,第三开关管的第二端与第四开关管的第一端连接且公共端与第二输出电感的第一端连接,第五开关管的第二端与第六开关管的第一端连接且公共端与第三输出电感的第一端连接;第一输出电感的第二端与第一滤波电容的第一端连接且公共端连接电网A相线,第二输出电感的第二端与第二滤波电容的第一端连接且公共端连接电网B相线,第三输出电感的第二端与第三滤波电容的第一端连接且公共端连接电网C相线;第一滤波电容、第二滤波电容及第三滤波电容的第二端连接直流输入母线的负极;
其中,三相并网逆变器的控制方法采用上述任一种三相并网逆变器的控制方法。
本申请提供的三相并网逆变器(如图3所示)的介绍请参考上述控制方法的实施例,本申请在此不再赘述。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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,在其他实施例中实现。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 (9)

1.一种三相并网逆变器的控制方法,其特征在于,应用于包含一端连接对应桥臂的输出电感、另一端连接直流输入母线的负极的滤波电容的三相三桥臂并网逆变器,所述控制方法包括:
预先根据三个电感电流的基波过零点,将一电网周期划分为多个区间;其中,每个区间对应的三个电感电流为其中两个电感电流正方向、另一个电感电流负方向或其中一个电感电流正方向、另两个电感电流负方向;电感电流从桥臂侧流向交流电网侧为正方向、反之则为负方向;
在每个电网周期的任一区间内,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波;
其中,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制的过程,包括:
在对三个电感电流中的目标电感电流进行控制时,控制所述目标电感电流对应的目标开关管开通;
根据预设电感峰值电流求取关系式求取所述目标电感电流此时对应的目标电感峰值电流;其中,ΔI为电感峰值电流,T为一区间内的整个开关周期,I为电感电流幅值,ω为电感电流角频率,t为时间,L为电感感量,Udc为直流侧电压,Ux为交流侧电网节点对母线负极的电压;
获取所述目标电感电流的实际电流值,并当所述实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流时,控制所述目标开关管关断;
当所述目标电感电流续流结束后,对下一开关周期的目标电感电流进行同原理控制,以实现在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制。
2.如权利要求1所述的三相并网逆变器的控制方法,其特征在于,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波的过程,包括:
在电感电流断续模式下,对正方向的电感电流和负方向的电感电流进行交错控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波。
3.如权利要求1所述的三相并网逆变器的控制方法,其特征在于,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波的过程,包括:
在电感电流断续模式下,对正方向的电感电流和负方向的电感电流进行并行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波。
4.如权利要求1所述的三相并网逆变器的控制方法,其特征在于,在求取所述目标电感电流此时对应的目标电感峰值电流之后,在所述实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流之前,所述控制方法还包括:
将所述目标电感峰值电流乘以一个正系数α,并将乘积结果作为所述目标电感电流对应的目标电感峰值电流。
5.如权利要求2或3所述的三相并网逆变器的控制方法,其特征在于,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制的过程,包括:
在对三个电感电流中的目标电感电流进行控制时,控制所述目标电感电流对应的目标开关管开通;
根据预设开通时间比求取关系式求取所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比,并根据所述目标开通时间比求取所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间;其中,T为一区间内的整个开关周期,D为整个开关周期的开通时间比,I为电感电流幅值,ω为电感电流角频率,t为时间,L为电感感量,Udc为直流侧电压,Ux为交流侧电网节点对母线负极的电压;
当所述目标开关管的实际开通时间到达其对应的目标开通时间时,控制所述目标开关管关断;
当所述目标电感电流续流结束后,对下一开关周期的目标电感电流进行同原理控制,以实现在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制。
6.如权利要求5所述的三相并网逆变器的控制方法,其特征在于,在求取所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比之后,在根据所述目标开通时间比求取所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间之前,所述控制方法还包括:
将所述目标开通时间比乘以一个正系数α,并将乘积结果作为所述目标电感电流在整个开关周期内对应的目标开通时间比。
7.如权利要求1所述的三相并网逆变器的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
根据功率因数需求量对三个电感电流的相位进行移动,以使在电网周期内,电感电流与电网电压之间存在相位差。
8.一种三相并网逆变器的控制系统,其特征在于,应用于包含一端连接对应桥臂的输出电感、另一端连接直流输入母线的负极的滤波电容的三相三桥臂并网逆变器,所述控制系统包括:
周期分区模块,用于预先根据三个电感电流的基波过零点,将一电网周期划分为多个区间;其中,每个区间对应的三个电感电流为其中两个电感电流正方向、另一个电感电流负方向或其中一个电感电流正方向、另两个电感电流负方向;电感电流从桥臂侧流向交流电网侧为正方向、反之则为负方向;
电流控制模块,用于在每个电网周期的任一区间内,在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制,以满足三个所述电感电流的基波分量均为正弦波;
其中,所述在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制的过程,包括:
在对三个电感电流中的目标电感电流进行控制时,控制所述目标电感电流对应的目标开关管开通;
根据预设电感峰值电流求取关系式求取所述目标电感电流此时对应的目标电感峰值电流;其中,ΔI为电感峰值电流,T为一区间内的整个开关周期,I为电感电流幅值,ω为电感电流角频率,t为时间,L为电感感量,Udc为直流侧电压,Ux为交流侧电网节点对母线负极的电压;
获取所述目标电感电流的实际电流值,并当所述实际电流值到达其对应的目标电感峰值电流时,控制所述目标开关管关断;
当所述目标电感电流续流结束后,对下一开关周期的目标电感电流进行同原理控制,以实现在电感电流断续模式下对三个电感电流进行控制。
9.一种三相并网逆变器,其特征在于,包括六个开关管、三个输出电感及三个滤波电容;其中:
第一开关管、第三开关管及第五开关管的第一端均连接直流输入母线的正极,第二开关管、第四开关管及第六开关管的第二端均连接直流输入母线的负极;第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接且公共端与第一输出电感的第一端连接,第三开关管的第二端与第四开关管的第一端连接且公共端与第二输出电感的第一端连接,第五开关管的第二端与第六开关管的第一端连接且公共端与第三输出电感的第一端连接;第一输出电感的第二端与第一滤波电容的第一端连接且公共端连接电网A相线,第二输出电感的第二端与第二滤波电容的第一端连接且公共端连接电网B相线,第三输出电感的第二端与第三滤波电容的第一端连接且公共端连接电网C相线;第一滤波电容、第二滤波电容及第三滤波电容的第二端连接直流输入母线的负极;
其中,所述三相并网逆变器的控制方法采用如权利要求1-7任一项所述的三相并网逆变器的控制方法。
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