CN113965098A - 一种非线性负载下单相逆变器控制方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种非线性负载下单相逆变器控制方法及相关装置，包括以下步骤：获取当前电感电流采样值；计算出电流上升斜率；判断电感电流的绝对值是否大于逆变电流限值＊第一系数；如是，则逆变封波，逆变电压斜率上升标志置位；如否，则解除逆变封波，逆变电压斜率上升标志清除；判断逆变电压斜率上升标志是否等于1，或此时电流上升斜率是否大于瞬投非线性负载前的电流上升斜率＊第二系数；如是，逆变电压给定值＝(1‑电流上升斜率)＊额定电压给定值；如否，逆变电压给定值＝额定电压给定值。本申请通过检测电流上升斜率，来确定逆变定压给定值，能够抑制冲击电流，保护逆变器及控制电路。

Description

一种非线性负载下单相逆变器控制方法及相关装置
技术领域
本发明涉及储能系统中离网运行非线性负载技术，尤其涉及一种非线性负载下单相逆变器控制方法及相关装置。
背景技术
如今，大量的电力电子设备在给生产生活中的电能利用带来巨大便利的同时，也成为了最主要的非线性负载。电力电子设备通常采用带有大电容的整流电路为后级电路提供直流电源，且带有大电容的整流电路兼有瞬间大电流性和周期非线性两个特点。
在光伏储能系统、风电储能系统或其它储能系统中，逆变器离网运行时，在电压电流双环控制环路中瞬间连接非线性负载会产生冲击电流，如何缓冲该冲击电流，就成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制冲击电流的非线性负载下单相逆变器控制方法及相关装置。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面，提供了一种非线性负载下单相逆变器控制方法，包括以下步骤：
获取当前电感电流采样值；
计算出电流上升斜率；
判断电感电流的绝对值是否大于逆变电流限值＊第一系数；
如是，则逆变封波，逆变电压斜率上升标志置位；
如否，则解除逆变封波，逆变电压斜率上升标志清除；
判断逆变电压斜率上升标志是否等于1，或此时电流上升斜率是否大于瞬投非线性负载前的电流上升斜率＊第二系数；
如是，逆变电压给定值＝(1-电流上升斜率)＊额定电压给定值；
如否，逆变电压给定值＝额定电压给定值。
在一实施例中，所述电感电流采样频率不小于200Hz。
在一实施例中，所述瞬投非线性负载前的电流上升斜率，通过实时检测获得，或者通过预设的正弦表查询获得。
在一实施例中，所述额定电压给定值根据不同家用负载工作的额定电压预先设定。
在一实施例中，所述逆变电压斜率上升标志置位时值等于1，所述逆变电压斜率上升标志清除时值等于0。
在一实施例中，所述第一系数为0.8。
在一实施例中，第二系数为1.1。
根据本发明的第二方面，提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的非线性负载下单相逆变器控制方法中的步骤。
根据本发明的第三方面，提供了一种非线性负载下单相逆变器控制装置，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现上述任一实施例所述的非线性负载下单相逆变器控制方法。
本发明实施例的有益效果是：通过综合判断比较电感电流的绝对值和电流上升斜率，来确定逆变定压给定值，能够抑制冲击电流，保护逆变器及控制电路。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1是基准非线性负载电路图；
图2是图1中电路的负载电流变化图；
图3是本申请方法实施例的流程图；
图4是基于PI双闭环的单相逆变器控制电路结构。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
现有技术中，一个基准的非线性负载电路如图1所示，分析此非线性负载电路可知，当|Uo|≥Uc+Lr(di/dt)+ir，整流桥导通，io≥0，交流电源通过二极管向直流侧输入电能。此时直流侧输出方程为：
Figure BDA0003273148190000041
此阶段，直流电容需要充电，导致电流尖峰幅值很大。逆变器处于极重载情况。
当|Uo|＜Uc+Lr(di/dt)+ir时，整流器关闭，电容向负载供电。
Figure BDA0003273148190000042
此阶段，逆变输出电流为0。
由此可见该负载电路的交流电流是间断的、尖峰的，其随时间变化的曲线如图2所示。
针对非线性负载电路中的电流特性，本申请实施例提供了一种非线性负载下单相逆变器控制方法。参见图3，本方法包括以下步骤：
S101、获取当前电感电流采样值；
S102、计算出电流上升斜率；
S103、判断电感电流的绝对值是否大于逆变电流限值＊第一系数；
S104、如是，则逆变封波，逆变电压斜率上升标志置位；
S105、如否，则解除逆变封波，逆变电压斜率上升标志清除；
S106、判断逆变电压斜率上升标志是否等于1，或此时电流上升斜率是否大于瞬投非线性负载前的电流上升斜率＊第二系数；
S107、如是，逆变电压给定值＝(1-电流上升斜率)＊额定电压给定值；
S108、如否，逆变电压给定值＝额定电压给定值。
其中，S101步骤中的电感电流为周期性采样，电感电流采样频率不小于200Hz。
S102步骤中的电流上升斜率，根据当前采样得到的电感电流与上次采样得到的电感电流计算得到。
S103步骤中，逆变电流限制为预先设置，第一系数的取值范围为0.75～0.85，在本实施例中，第一系数为0.8。
其中，瞬投非线性负载前的电流上升斜率既可以通过实时检测获得，也可以通过预设的正弦表查询获得。
S104和S105步骤中，逆变封波指的是逆变器不发驱动给开关管。逆变电压斜率上升标志在置位时等于1，在被清除时等于0。
步骤S106中，瞬投非线性负载指的是电路瞬间连接非线性负载。第二系数的取值范围为1～1.2，在本实施例中，第二系数为1.1。
S107和S108步骤中，额定电压给定值根据不同家用负载工作的额定电压预先设定。
需要说明的是，本方法可以软件形式或环路形式，插入于如图4所示PI双闭环电路中的虚线框位置处。
容易理解地，本发明还提供了一种非线性负载下单相逆变器控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的非线性负载下单相逆变器控制方法。
此外，本申请实施例提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算指令，计算指令被处理器执行时实现上述实施例中所提供的非线性负载下单相逆变器控制方法。本申请实施例所描述的计算机可读存储介质包括随机存储器(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。
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。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种非线性负载下单相逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取当前电感电流采样值；
计算出电流上升斜率；
判断电感电流的绝对值是否大于逆变电流限值＊第一系数；
如是，则逆变封波，逆变电压斜率上升标志置位；
如否，则解除逆变封波，逆变电压斜率上升标志清除；
判断逆变电压斜率上升标志是否等于1，或此时电流上升斜率是否大于瞬投非线性负载前的电流上升斜率＊第二系数；
如是，逆变电压给定值＝(1-电流上升斜率)＊额定电压给定值；
如否，逆变电压给定值＝额定电压给定值。
2.根据权利要求1所述的非线性负载下单相逆变器控制方法，其特征在于，所述电感电流采样频率不小于200Hz。
3.根据权利要求2所述的非线性负载下单相逆变器控制方法，其特征在于，所述瞬投非线性负载前的电流上升斜率，通过实时检测获得，或者通过预设的正弦表查询获得。
4.根据权利要求3所述的非线性负载下单相逆变器控制方法，其特征在于，所述额定电压给定值根据不同家用负载工作的额定电压预先设定。
5.根据权利要求4所述的非线性负载下单相逆变器控制方法，其特征在于，所述逆变电压斜率上升标志置位时值等于1，所述逆变电压斜率上升标志清除时值等于0。
6.根据权利要求5所述的非线性负载下单相逆变器控制方法，其特征在于，所述第一系数为0.8。
7.根据权利要求6所述的非线性负载下单相逆变器控制方法，其特征在于，第二系数为1.1。
8.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的非线性负载下单相逆变器控制方法中的步骤。
9.一种非线性负载下单相逆变器控制装置，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至7任一项所述的非线性负载下单相逆变器控制方法。
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