一种单相离网逆变电源的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种单相离网逆变电源的控制方法，所述单相离网逆变电源至少包括输出直流电流的直流电源、推挽升压模块、不控整流模块、单相逆变器网络和中央控制器，所述直流电源输出端与所述推挽升压模块的输入端连接，所述推挽升压模块与所述不控整流模块连接，所述不控整流模块与所述单相逆变器网络连接，所述中央控制器分别与所述单相逆变控器网络连接，本发明专利技术所述单相离网逆变电源包括软启动状态控制和正常运行状态控制，且采集不控整流模块的输出的高压直流电压信号以及单相逆变控器输出的交流电压和电流信号并输出SPWM信号对进行制控制，本发明专利技术的控制方法能有效实现电流内环无稳态误差追踪控制和降低冲击电流对电源的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种单相离网逆变电源的控制方法
本专利技术涉及供电电源与离网逆变控制技术，尤其涉及一种单相离网逆变电源的控制方法。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，能源的需求越来越大，要求越来越高，电能作为一种清洁而方便的能源广泛的使用于世界各地。但是，电能在传输的过程中往往会因为各种各样的原因而导致故障，从而使得在检修线路时使用设备的电能显得尤为重要，便携式移动电源的使用可以有效的解决这种状况，使得线路检修更为轻松。在以前进行线路检修时，往往使用的是柴油或汽油发电机给检修仪器提供电能，但是，由于发电机体型与重量都过大，导致其不易携带，给电网的检修工作带来不便，缩减供电设备的体型与重量是电网公司急需解决的问题，因此，研发一种能够代替发电机的便携式移动电源是十分必要的。然而，在传统的单相离网逆变器中，一般采用的是电压输出平均值或者瞬时值进行反馈控制，但是，电压输出平均值控制会导致响应速度慢，无法在由于负载变化导致输出电压进行跳变时给与系统正确的反馈；而瞬时值控制虽然没有这种问题，但是其稳态性能不好，在线路检修时，给检修设备供电必须是稳定抗干扰的电源，因此，提高逆变器控制的稳定性与抗冲击负荷能力是十分重要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单相离网逆变电源的控制方法，本专利技术的控制方法能有效实现电流内环无稳态误差追踪控制，且输出电压抗冲击负荷能力强，可以降低冲击电流对电源的影响，本专利技术采用的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供了一种单相离网逆变电源的控制方法，所述单相离网逆变电源至少包括输出直流电流的直流电源、推挽升压模块、不控整流模块、单相逆变器网络和中央控制器，所述直流电源的输出端与所述推挽升压模块的输入端连接并直流电源电压进行升压，所述推挽升压模块的电压输出端与所述不控整流模块的输出端连接，实现推挽升压模块升压后的电压整流滤波，所述不控整流模块的输出端与所述单相逆变器网络的输入端连接，该单相逆变器网络将不控整流模块输出的高压直流电变换成交流电压输出，所述中央控制器分别与所述不控整流模块的输出端、单相逆变控器网络的控制端连接，该中央控制器用于处理采集所述不控整流模块输出的高压直流电压信号udc以及单相逆变控器输出的交流电压uaco和电流iLo信号，从而实现中央控制器输出SPWM信号对单相逆变控器网络进行SPWM调制控制；在本专利技术中，通过传感器采集单相逆变控器网络采集的交流电压uaco和电流iLo，然后经分压、放大、耦合隔离后输出到中央处理器，高压直流电压信号udc经过分压、放大和耦合隔离之后输入至中央处理器，所述单相离网逆变电源包括软启动状态控制和正常运行状态控制，其控制方法包括如下步骤：步骤一：在单相离网逆变电源启动时采用软启动保护，等待单相离网逆变电源进行入正常运行状态；步骤二：单相离网逆变电源进行入正常运行状态后，对不控整流模块的输出电压udc、单相逆变器网络输出的电压uaco和输出的电流iLo进行实时采样；步骤三：中央控制器实时读取不控整流模块的输出电压udc、单相逆变控器输出的电压uaco和输出的电流iLo的模拟量参数并对所读取的模拟参数进行数字量化，然后对数字量化后的电压值udc、uaco和电流值iLo进行中值滤波处理；步骤四：中央控制模块对采样的电压udc信号、电流iLo信号进行软件过压过流保护；步骤五：通过表值查询并计算逆变器网络输出的电压uaco相位和电流iLo电流相位以及滞后90°的相位，对其进行dq坐标变换；然后对dq坐标变换形成的电压环、电流环进行计算，使中央控制模块输出SPWM波信号，从而控制逆变器网络。优选的，所述步骤一在逆变电源启动时采用软启动保护是通过强制令逆变器网络输出给定初始电压幅值u0，然后使其给定输出的电压幅值逐步上升到预设的电压幅值un，若为未上升到预设的电压幅值un，则执行中断服务程序，若上升到预设的电压幅值un，则退出软启动保护，使中央控制模块输出的SPWM调制信号幅值从初始的电压幅值u0开始逐步上升至预设的电压幅值un，从而使得逆变器在启动的时输出电压从接近于初始的电压幅值u0开始缓慢上升，防止开机时出现电流冲击，或者出现短路大电流时烧坏设备。优选的，所述步骤五中的表值查询是根据正弦表值进行查询计算，所述正弦表值进行查询计算按如下步骤进行：根据查询值计算对应逆变输出电压uaco相位的余弦值和电流iLo相位的正弦值，以及将输出电压uaco作滞后90°，得到虚拟αβ坐标下的两相反馈电压值uα、uβ；将虚拟αβ坐标下的反馈电压值uα、uβ变换为dq坐标下的反馈电压值ud、uq，则反馈电压值ud、uq满足：ud＝uαcosθ+uβsinθ，uq＝uβcosθ-uαsinθ；对馈电压值ud、uq进行dq坐标变换形成的电压环、电流环进行计算，使中央控制模块输出SPWM调制信号，所述计算按如下步骤进行：1)、将dq坐标下的d轴电压给定值udref与反馈电压值ud进行差值计算得到：uderr＝udref-ud，作为电压外环PI控制算法的第一误差信号uderr，以及将dq坐标下的q轴电压给定值uqref与反馈电压值uq进行差值计算得到：uqerr＝uqref-uq，作为电压外环PI控制算法的第二误差信号uqerr；2)、将第一误差信号uderr和第二误差信号uqerr分别进行PI控制算法得到第一调整值udo1、uqo1，然后将其通过带阻式PR算法得到第二调整值udo2、uqo2；再对第二调整值udo2、uqo2作反park变换得到αβ坐标下电流信号值iα，则满足，iα＝uqo2cosθ+udo2sinθ；3)、将电流信号iα作为电流内环的带通式准PR算法的给定值，输出电流反馈信号值iLo作为带通式准PR算法的误差信号进行运算，得到的iαerr＝iα-iLo作为带通准PR算法的输入值iαerr进行运算，得到的输出为SPWM波的调制信号4)、对SPWM波的调制信号进行SPWM波调制，得到SPWM信号从而实现对逆变器网络进行控制。优选的，所述步骤四对输入电压信号udc和输出电流信号iLo做过压过流保护，其具体步骤为：通过中央控制模块电压比较器将输入电压信号udc和输出电流信号iLo与设定值进行比较，如果信号大于设定值则停止逆变电源运行，否则继续运行逆变电源。优选的，所述逆变器网络输出给定初始电压幅值u0为0V～3V。综上所述，本专利技术由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下显著效果：本专利技术的控制方法采用dq坐标定向控制，实现电流内环无稳态误差追踪控制，输出电压抗冲击负荷能力强，且输出电压幅值可以自由设定，可以降低冲击电流对电源的影响，以降低冲击电流的大小，保证了逆变电源出现过电压过电流情况时不被损坏，确保运行安全；通过采用高速数字处理芯片数字信号处理器TMS320F28335作为中央控制器，运算速度更快，结构根简单。附图说明图1是本专利技术的单相离网逆变电源的控制原理图；图2是本专利技术的软启动保护的控制流程图；图3是本专利技术单相离网逆变器网络正常运行时的中断控制流程图；图4是本专利技术的查询计算流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相离网逆变电源的控制方法，其特征在于：所述单相离网逆变电源至少包括输出直流电流的直流电源、推挽升压模块、不控整流模块、单相逆变器网络和中央控制器，所述直流电源的输出端与所述推挽升压模块的输入端连接并直流电源电压进行升压，所述推挽升压模块的电压输出端与所述不控整流模块的输出端连接，实现推挽升压模块升压后的电压整流滤波，所述不控整流模块的输出端与所述单相逆变器网络的输入端连接，该单相逆变器网络将不控整流模块输出的高压直流电变换成交流电压输出，所述中央控制器分别与所述不控整流模块的输出端、单相逆变控器网络的控制端连接，该中央控制器用于处理采集所述不控整流模块输出的高压直流电压信号u

【技术特征摘要】
1.一种单相离网逆变电源的控制方法，其特征在于：所述单相离网逆变电源至少包括输出直流电流的直流电源、推挽升压模块、不控整流模块、单相逆变器网络和中央控制器，所述直流电源的输出端与所述推挽升压模块的输入端连接并直流电源电压进行升压，所述推挽升压模块的电压输出端与所述不控整流模块的输出端连接，实现推挽升压模块升压后的电压整流滤波，所述不控整流模块的输出端与所述单相逆变器网络的输入端连接，该单相逆变器网络将不控整流模块输出的高压直流电变换成交流电压输出，所述中央控制器分别与所述不控整流模块的输出端、单相逆变控器网络的控制端连接，该中央控制器用于处理采集所述不控整流模块输出的高压直流电压信号udc以及单相逆变控器输出的交流电压uaco和电流iLo信号，从而实现中央控制器输出SPWM信号对单相逆变控器网络进行SPWM调制控制；所述单相离网逆变电源包括软启动状态控制和正常运行状态控制，其控制方法包括如下步骤：步骤一：在单相离网逆变电源启动时采用软启动保护，等待单相离网逆变电源进行入正常运行状态；步骤二：单相离网逆变电源进行入正常运行状态后，对不控整流模块的输出电压udc、单相逆变器网络输出的电压uaco和输出的电流iLo进行实时采样；步骤三：中央控制器实时读取不控整流模块的输出电压udc、单相逆变控器输出的电压uaco和输出的电流iLo的模拟量参数并对所读取的模拟参数进行数字量化，然后对数字量化后的电压值udc、uaco和电流值iLo进行中值滤波处理；步骤四：中央控制模块对采样的电压udc信号、电流iLo信号进行软件过压过流保护；步骤五：通过表值查询并计算逆变器网络输出的电压uaco相位和电流iLo电流相位以及滞后90°的相位，对其进行dq坐标变换；然后对dq坐标变换形成的电压环、电流环进行计算，使中央控制模块输出SPWM波信号，从而控制逆变器网络。2.根据权利要求1所述的一种单相离网逆变电源的控制方法，其特征在于：所述步骤一在逆变电源启动时采用软启动保护是通过强制令逆变器网络输出给定初始电压幅值u0，然后使其给定输出的电压幅值逐步上升到预设的电压幅值un，若为未上升到预设的电压幅值un，则执行中断服务程序，若上升到预设的电压幅值un，则退出软启动保护，使中央控制模块输出的SPWM调制信号幅值从初始的电压幅值u0开始逐步上升至预设的电压幅值un，从而使得逆变器在启动的时输出电压从...

【专利技术属性】
技术研发人员：范宇宁，吴敏，吴忠深，陈荭，陆丽彬，许谷任，李光生，周闯，陈斌，覃智贤，潘霞，甘艳飞，李犇，林雨果，徐兆丹，杜珂，韦贤伟，伍任能，刘乂溥，许鹏飞，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司南宁供电局，
类型：发明
国别省市：广西,45