CN113472225A - 一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统 - Google Patents
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Abstract
一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，它涉及分相电网技术领域。它包括补偿模块、逆变模块、控制模块，所述补偿模块与逆变模块相连接，控制模块与补偿模块和逆变模块相连接。所述补偿模块包括：取电单元、采样单元、平衡桥控制单元、平衡桥单元，所述取电单元并联于母线中，且取电单元的输出端接至采样单元及平衡桥控制单元，平衡桥控制单元与采样单元、平衡桥单元、控制模块连接。它通过补偿模块中的平衡桥单元，可以减少O线上的电流波动，进而实现对母线电压的补偿，相比于以往用后面的逆变器补偿方案效果更好，更稳定，通过逆变模块，可以实现无变压器分相，可以减小整个电路的体积和效率。
Description
技术领域
本发明及分相电网技术领域，具体涉及一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统的改进。
背景技术
电能是与国民经济息息相关的产业，保证良好的电能质量是电网建设的根本要求。世界范围内的家用供电系统主要包括单相电网系统和分相(Split Phase)电网系统两种。其中，家用单相电网系统是由三相电网系统中的一根火线和零线构成，在该种系统下，火线对零线电压为220V或230V。相应的，分相电网系统则是由三相电网系统中的两根火线和零线构成，在该种系统下，火线对零线电压是101V或者120V。
通常的，诸如太阳能等的光伏组件发电产生的是直流电，无法直接使用，需要经过逆变器是将直流电逆变成交流电输送至电网。然而，变压器效率低，线路损耗严重以及整流滤波原件损坏等原因都会造成母线电压的不稳定，影响逆变器末端电压特性。然而现有的技术中通常使用逆变器自身平衡母线电压，受逆变器输入端的两个电容影响大，且效果差；分相方式是在逆变器离网输出端口连接工频隔离变压器或者自耦变压器进行分相，需要增加变压器。针对以上情况，目前亟需一种新技术能够有效地平衡母线上的电压并对其进行补偿，且可以实现无变压器分相。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中，提供一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，它通过补偿模块中的平衡桥单元，可以减少O线上的电流波动，进而实现对母线电压的补偿，相比于以往用后面的逆变器补偿方案效果更好，更稳定，通过逆变模块，可以实现无变压器分相，可以减小整个电路的体积和效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包括补偿模块1、逆变模块2、控制模块3，所述补偿模块1与逆变模块2相连接，控制模块3与补偿模块1和逆变模块2相连接。
所述补偿模块1包括：取电单元11、采样单元12、平衡桥控制单元13、平衡桥单元14，所述取电单元并联于母线中，且取电单元11的输出端接至采样单元12及平衡桥控制单元13，平衡桥控制单元13与采样单元12、平衡桥单元14、控制模块3连接，平衡桥单元13的输入端与取电单元11、平衡桥控制单元13连接。
所述逆变模块2包括逆变电路单元21、逆变电路控制单元22，所述逆变电路单元21的直流侧与平衡桥单元14连接，逆变电路控制单元22的输入侧与控制模块3相连。
所述控制模块3包括电压电流数据采集单元31、总控制单元32，所述电压电流数据采集单元31的输入端与电网、补偿模块1相连接，总控制单元32的输入端与电压电流数据采集单元31的输出端相连，总控制单元32的输出端与补偿模块1、逆变模块2相连。
所述平衡桥控制单元13包括驱动电路131、控制器132，所述驱动电路131分别与控制器132、平衡桥单元14连接，控制器132与采样单元12连接。
所述平衡桥单元14为两电平变换器或三电平的I型或三电平的T型。
所述逆变电路单元21为两电平变换器或三电平的I型或三电平的T型。
本发明的工作原理：通过补偿模块1用于补偿逆变电路O线上电流，减少电流波动，从而实现母线上的电压补偿，使母线电压稳定在标准值，通过逆变模块2与补偿模块相连，用于分相的功能，可以实现无变压器分相，控制模块3与补偿模块1以及逆变模块3相连，控制模块3用于检测线路的电压电流信息并生成控制指令，并根据所述控制指令对补偿模块1以及逆变模块2进行控制，通过取电单元11并联于母线中，取电单元11的输出端接至采样单元12及平衡桥控制单元13，通过取电单元11为采样单元12提供供电线路实时的电压数据，并为平衡桥控制单元13提供能量来源，通过采样单元12实时检测供电线路的母线电压数据，并将母线电压数据传输至所述平衡桥控制单元13，通过平衡桥控制单元13根据所述控制指令接收所述采样单元输出的母线电压数据，并产生指令信号并输出至所述平衡桥单元14，通过平衡桥单元14根据所述指令信号调整工作状态，实现补偿母线电压的正负补偿效果和逆变电路O线上电流补偿，通过控制器132与采样单元11连接，并根据所述控制指令接收采样单元12输出的母线电压数据，并产生指令信号，并将所述指令信号发送至所述驱动电路131，通过驱动电路131分别与控制器132以及平衡桥单元14连接，使得驱动电路131放大所述指令信号，并将放大后的指令信号发送至平衡桥单元14，通过平衡桥单元14所述指令信号控制平衡桥单元13中开关管的占空比来减小O线上的电流波动，从而利用O线上的电流补偿实现母线电压的补偿，通过逆变电路单元21的直流侧与平衡桥单元14连接，主要实现了分相的功能，实现无变压器分相；通过逆变电路控制单元22的输入侧与所述控制单元3相连，根据所述控制模块3输出的控制信号控制逆变电路单元21的工作，通过电压电流数据采集单元31的输入端与电网以及补偿模块1相连，用于实时采集电网的电压电流信息和补偿模块的O线电流，通过总控制单元32的输出端与补偿模块1以及逆变模块2相连，用于对线路中的电压电流信息进行分析，求解出当前线路所需的补偿参数，将补偿参数作为设定信号输出至补偿模块1以及逆变模块2。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它通过补偿模块中的平衡桥单元，可以减少O线上的电流波动，进而实现对母线电压的补偿，相比于以往用后面的逆变器补偿方案效果更好，更稳定，通过逆变模块，可以实现无变压器分相，可以减小整个电路的体积和效率。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的模块图。
图2是本发明中补偿模块1的模块图。
图3是本发明中逆变模块2的模块图。
图4是本发明中控制模块3的模块图。
图5是本发明中平衡控制单元13的模块图。
附图标记说明：补偿模块1、取电单元11、采样单元12、平衡桥控制单元13、驱动电路131、控制器132、平衡桥单元14、逆变模块2、逆变电路单元21、逆变电路控制单元22、控制模块3、电压电流数据采集单元31、总控制单元32。
具体实施方式
参看图1-图5所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包括补偿模块1、逆变模块2、控制模块3，所述补偿模块1与逆变模块2相连接，补偿模块1用于补偿逆变电路O线上电流，减少电流波动，从而实现母线上的电压补偿，使母线电压稳定在标准值，逆变模块2用于分相的功能，可以实现无变压器分相，控制模块3与补偿模块1和逆变模块2相连接，控制模块3用于检测线路的电压电流信息并生成控制指令，并根据所述控制指令对补偿模块1以及逆变模块2进行控制；
所述补偿模块1包括：取电单元11、采样单元12、平衡桥控制单元13、平衡桥单元14，所述取电单元并联于母线中，且取电单元11的输出端接至采样单元12及平衡桥控制单元13，平衡桥控制单元13与采样单元12、平衡桥单元14、控制模块3连接，平衡桥单元13的输入端与取电单元11、平衡桥控制单元13连接。
所述逆变模块2包括逆变电路单元21、逆变电路控制单元22，所述逆变电路单元21的直流侧与平衡桥单元14连接，逆变电路控制单元22的输入侧与控制模块3相连。
所述控制模块3包括电压电流数据采集单元31、总控制单元32，所述电压电流数据采集单元31的输入端与电网、补偿模块1相连接，总控制单元32的输入端与电压电流数据采集单元31的输出端相连，总控制单元32的输出端与补偿模块1、逆变模块2相连。
所述平衡桥控制单元13包括驱动电路131、控制器132，所述驱动电路131分别与控制器132、平衡桥单元14连接，控制器132与采样单元12连接。
所述平衡桥单元14为两电平变换器或三电平的I型或三电平的T型。
所述逆变电路单元21为两电平变换器或三电平的I型或三电平的T型。
本发明的工作原理：通过补偿模块1用于补偿逆变电路O线上电流，减少电流波动，从而实现母线上的电压补偿，使母线电压稳定在标准值，通过逆变模块2与补偿模块相连，用于分相的功能，可以实现无变压器分相，控制模块3与补偿模块1以及逆变模块3相连，控制模块3用于检测线路的电压电流信息并生成控制指令，并根据所述控制指令对补偿模块1以及逆变模块2进行控制，通过取电单元11并联于母线中，取电单元11的输出端接至采样单元12及平衡桥控制单元13，通过取电单元11为采样单元12提供供电线路实时的电压数据，并为平衡桥控制单元13提供能量来源，通过采样单元12实时检测供电线路的母线电压数据，并将母线电压数据传输至所述平衡桥控制单元13，通过平衡桥控制单元13根据所述控制指令接收所述采样单元输出的母线电压数据，并产生指令信号并输出至所述平衡桥单元14，通过平衡桥单元14根据所述指令信号调整工作状态，实现补偿母线电压的正负补偿效果和逆变电路O线上电流补偿，通过控制器132与采样单元11连接，并根据所述控制指令接收采样单元12输出的母线电压数据，并产生指令信号，并将所述指令信号发送至所述驱动电路131，通过驱动电路131分别与控制器132以及平衡桥单元14连接，使得驱动电路131放大所述指令信号，并将放大后的指令信号发送至平衡桥单元14，通过平衡桥单元14所述指令信号控制平衡桥单元13中开关管的占空比来减小O线上的电流波动，从而利用O线上的电流补偿实现母线电压的补偿，通过逆变电路单元21的直流侧与平衡桥单元14连接，主要实现了分相的功能，实现无变压器分相；通过逆变电路控制单元22的输入侧与所述控制单元3相连，根据所述控制模块3输出的控制信号控制逆变电路单元21的工作，通过电压电流数据采集单元31的输入端与电网以及补偿模块1相连，用于实时采集电网的电压电流信息和补偿模块的O线电流，通过总控制单元32的输出端与补偿模块1以及逆变模块2相连，用于对线路中的电压电流信息进行分析，求解出当前线路所需的补偿参数，将补偿参数作为设定信号输出至补偿模块1以及逆变模块2。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它通过补偿模块中的平衡桥单元，可以减少O线上的电流波动，进而实现对母线电压的补偿，相比于以往用后面的逆变器补偿方案效果更好，更稳定，通过逆变模块，可以实现无变压器分相，可以减小整个电路的体积和效率。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，其特征在于：它包括补偿模块(1)、逆变模块(2)、控制模块(3)，所述补偿模块(1)与逆变模块(2)相连接，控制模块(3)与补偿模块(1)和逆变模块(2)相连接。
2.根据权利要求1所述一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，其特征在于：所述补偿模块(1)包括：取电单元(11)、采样单元(12)、平衡桥控制单元(13)、平衡桥单元(14)，所述取电单元并联于母线中，且取电单元(11)的输出端接至采样单元(12)及平衡桥控制单元(13)，平衡桥控制单元(13)与采样单元(12)、平衡桥单元(14)、控制模块(3)连接，平衡桥单元(13)的输入端与取电单元(11)、平衡桥控制单元(13)连接。
3.根据权利要求1所述一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，其特征在于：所述逆变模块(2)包括逆变电路单元(21)、逆变电路控制单元(22)，所述逆变电路单元(21)的直流侧与平衡桥单元(14)连接，逆变电路控制单元(22)的输入侧与控制模块(3)相连。
4.根据权利要求1所述一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，其特征在于：所述控制模块(3)包括电压电流数据采集单元(31)、总控制单元(32)，所述电压电流数据采集单元(31)的输入端与电网、补偿模块(1)相连接，总控制单元(32)的输入端与电压电流数据采集单元(31)的输出端相连，总控制单元(32)的输出端与补偿模块(1)、逆变模块(2)相连。
5.根据权利要求2所述一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，其特征在于：所述平衡桥控制单元(13)包括驱动电路(131)、控制器(132)，所述驱动电路(131)分别与控制器(132)、平衡桥单元(14)连接，控制器(132)与采样单元(12)连接。
6.根据权利要求2所述一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，其特征在于：所述平衡桥单元(14)为两电平变换器或三电平的I型或三电平的T型。
7.根据权利要求3所述一种带平衡桥的新型分相控制逆变器系统，其特征在于：所述逆变电路单元(21)为两电平变换器或三电平的I型或三电平的T型。
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