一种级联型逆变器控制系统和控制方法技术方案

本申请公开了一种级联型逆变器控制系统和控制方法，该控制系统是由主控制器以及与各逆变单元一一对应设置的从控制器构成的广播式网络；每一通信周期内，主控制器和各从控制器依次占用总线；主控制器采集交流负载的运行数据中变化率低于阈值的数据并发送到总线上；从控制器采集对应逆变单元的运行数据中变化率低于该阈值的数据并发送到总线上，获取总线上传来的数据，根据自身采集的以及总线上传来的数据，计算对应的逆变单元的调制电压、调制度及占空比，生成PWM信号，驱动对应的逆变单元中的电力电子开关。本申请在保证控制性能和带宽不变的前提下降低了对通信速率和波特率的要求，并提高了系统稳定性及鲁棒性。

A cascade inverter control system and control method

The present application discloses a cascade inverter control system and control method. The control system is a broadcast network consisting of a master controller and a slave controller corresponding to each inverter unit. In each communication period, the main controller and each slave controller occupy the bus in turn; the main controller collects the AC load. The data in which the rate of change is lower than the threshold is sent to the bus; from the controller, the data in the running data of the corresponding inverter unit is lower than that of the threshold and is sent to the bus to obtain the data from the bus, and the corresponding inverter unit is calculated according to the data collected by itself and the data uploaded by the bus. The PWM signal is generated by modulating voltage, adjusting system and duty cycle to drive the power electronic switch in the corresponding inverter unit. This application reduces the requirement for communication rate and baud rate under the premise of guaranteeing control performance and bandwidth unchanged, and improves the stability and robustness of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种级联型逆变器控制系统和控制方法
本专利技术涉及通信
，更具体地说，涉及一种级联型逆变器控制系统和控制方法。
技术介绍
图1示出了一种级联型逆变器，该级联型逆变器包括多个逆变单元，每个逆变单元的输出侧相串联后接入交流负载，输入侧接独立的直流源。在对级联型逆变器的控制上，现有的一种做法是利用一个主控制器以及与各逆变单元一一对应设置的从控制器构成广播式网络。其中，主控制器采集交流负载以及各逆变单元的运行数据，计算出各逆变单元的调制电压、调制度及占空比等变化率非常高的数据，然后以广播的形式发送到通信总线上，各从控制器获取该通信总线上传输的数据并根据这些数据生成PWM信号，驱动相应的逆变单元中的电力电子开关。但随着逆变单元数量增多，广播式网络中要发送的所述变化率非常高的数据的量越来越大，在带宽不变的情况下，为了保证控制性能，要求达到的通信速率和波特率就越大，通信成本也会随之增加。而且，还要采取一定措施来避免或应对所述变化率非常高的数据在传输过程中出现误码、丢包等情况，系统稳定性及鲁棒性较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种级联型逆变器控制系统和控制方法，以实现在保证控制性能和带宽不变的前提下降低对通信速率和波特率的要求，并提高系统稳定性及鲁棒性。一种级联型逆变器控制系统，该级联型逆变器控制系统是由主控制器以及与各逆变单元一一对应设置的从控制器构成的广播式网络；每一个通信周期内，所述主控制器和各从控制器依次占用通信总线；所述主控制器，用于采集交流负载的运行数据中变化率低于阈值的数据，并以广播的形式发送到所述通信总线上；所述从控制器，用于采集自身对应的逆变单元的运行数据中变化率低于所述阈值的数据，并以广播的形式发送到所述通信总线上；获取所述通信总线上传来的数据，根据自身采集的以及所述通信总线上传来的数据，计算自身对应的逆变单元的调制电压、调制度及占空比，生成PWM信号，驱动自身对应的逆变单元中的电力电子开关。所述主控制器和各从控制器均为所述广播式网络中的节点；可选的，每个节点还用于在判断得到自身采集的数据出现异常情况时，在上一节点结束对所述通信总线的占用、下一次节点开始占用所述通信总线前，以广播的形式将与所述异常情况相关的告警信息发送到所述通信总线上。可选的，所述交流负载的运行数据中变化率低于阈值的数据包括：电网电压幅值；所述逆变单元的运行数据中变化率低于所述阈值的数据包括：逆变单元输入电压和输入功率。可选的，所述广播式网络为有线通信网络或无线通信网络。可选的，所述有线通信网络支持CAN通信、电力线载波通信、光纤通信或485通信；所述无线通信网络支持WI-FI通信。一种级联型逆变器控制方法，应用于由主控制器以及与所述级联型逆变器中的各个逆变单元一一对应设置的从控制器构成的广播式网络；所述级联型逆变器控制方法包括：每一个通信周期内，所述主控制器和各从控制器依次占用通信总线，并且各从控制器获取所述通信总线上传来的数据；其中，所述主控制器占用通信总线，是指：所述主控制器采集交流负载的运行数据中变化率低于阈值的数据，并以广播的形式发送到所述通信总线上；所述从控制器占用通信总线，是指：所述从控制器采集自身对应的逆变单元的运行数据中变化率低于所述阈值的数据，并以广播的形式发送到所述通信总线上；各从控制器根据自身采集的以及所述通信总线上传来的数据，计算自身对应的逆变单元的调制电压、调制度及占空比，生成PWM信号，驱动自身对应的逆变单元中的电力电子开关。所述主控制器和各从控制器均为所述广播式网络中的节点；可选的，每个节点采集数据后，还包括：判断自身采集的数据是否出现异常情况，若是，在上一节点结束对所述通信总线的占用、下一次节点开始占用所述通信总线前，以广播的形式将与所述异常情况相关的告警信息发送到所述通信总线上。可选的，所述主控制器采集交流负载的运行数据中变化率低于阈值的数据，包括：所述主控制器采集电网电压幅值；所述从控制器采集自身对应的逆变单元的运行数据中变化率低于所述阈值的数据，包括：所述从控制器采集自身对应的逆变单元的输入电压和输入功率。可选的，所述广播式网络为有线通信网络或无线通信网络。可选的，所述有线通信网络支持CAN通信、电力线载波通信、光纤通信或485通信；所述无线通信网络支持WI-FI通信。从上述的技术方案可以看出，本专利技术要求通信总线上传输的数据仅限于变化率非常低的数据，所以相比于现有技术，在相同的逆变单元数量及相同的通信数据字节数量的情况下，本专利技术允许在保证控制性能和带宽不变的前提下，采用更低的通信速率和更低的波特率。而且，由于通信总线上传输的数据在短时间内变化程度不大，所以即便本通信周期内这些数据在传输过程中出现误码、丢包等情况，各从控制器仍可以沿用上一通信周期内的数据进行计算，而不会导致计算结果出现较大误差，从而提高了系统稳定性及鲁棒性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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为现有技术公开的一种级联型逆变器结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的一种级联型逆变器控制系统结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的一种级联型逆变器控制方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种级联型逆变器控制系统，以实现在对级联型逆变器的控制上，能够在保证控制性能和带宽不变的前提下降低对通信速率和波特率的要求，并提高级联型逆变器控制系统的稳定性及鲁棒性。如图1所示，所述级联型逆变器包括多个逆变单元，每个逆变单元的输出侧相串联后接入交流负载，输入侧接独立的直流源。其中，所述交流负载可以是无源交流负载，也可以是有源交流负载，所述无源交流负载包括但不限于交流电网。所述直流源可以是蓄电池或光伏组件等。所述逆变单元可以是全桥两电平拓扑、全桥三电平拓扑或半桥三电平拓扑等。所述级联型逆变器的输出端可以选择串联或不串联、并联或不并联滤波单元，该滤波单元可选择为有源滤波器或无源滤波器。每个逆变单元的输出端可以选择串联或不串联、并联或不并联滤波单元，该滤波单元同样可选择为有源滤波器或无源滤波器。如图2所示，所述级联型逆变器控制系统是由主控制器以及与各逆变单元一一对应设置的从控制器构成的广播式网络，也就是说，所述主控制器以及各从控制器都是广播式网络中的节点。所谓广播式网络，是指在网络中只有一个单一的通信信道，由这个网络中所有的节点所共享，任意一个节点发出的数据都能被其他所有节点接收到。所述广播式网络可以是有线通信网络，例如支持CAN通信、电力线载波通信、光纤通信或485通信的网络；也可以是无线通信网络，例如支持WI-FI通信的网络。对于所述广播式网络，在每一通信周期内，所述主控制器和各从控制器依次占用通信总线，比如说：预先为所述广播式网络中的每个节点进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种级联型逆变器控制系统，其特征在于，所述级联型逆变器控制系统是由主控制器以及与各逆变单元一一对应设置的从控制器构成的广播式网络；每一个通信周期内，所述主控制器和各从控制器依次占用通信总线；所述主控制器，用于采集交流负载的运行数据中变化率低于阈值的数据，并以广播的形式发送到所述通信总线上；所述从控制器，用于采集自身对应的逆变单元的运行数据中变化率低于所述阈值的数据，并以广播的形式发送到所述通信总线上；获取所述通信总线上传来的数据，根据自身采集的以及所述通信总线上传来的数据，计算自身对应的逆变单元的调制电压、调制度及占空比，生成PWM信号，驱动自身对应的逆变单元中的电力电子开关。

【技术特征摘要】
1.一种级联型逆变器控制系统，其特征在于，所述级联型逆变器控制系统是由主控制器以及与各逆变单元一一对应设置的从控制器构成的广播式网络；每一个通信周期内，所述主控制器和各从控制器依次占用通信总线；所述主控制器，用于采集交流负载的运行数据中变化率低于阈值的数据，并以广播的形式发送到所述通信总线上；所述从控制器，用于采集自身对应的逆变单元的运行数据中变化率低于所述阈值的数据，并以广播的形式发送到所述通信总线上；获取所述通信总线上传来的数据，根据自身采集的以及所述通信总线上传来的数据，计算自身对应的逆变单元的调制电压、调制度及占空比，生成PWM信号，驱动自身对应的逆变单元中的电力电子开关。2.根据权利要求1所述的级联型逆变器控制系统，其特征在于，所述主控制器和各从控制器均为所述广播式网络中的节点；每个节点还用于在判断得到自身采集的数据出现异常情况时，在上一节点结束对所述通信总线的占用、下一次节点开始占用所述通信总线前，以广播的形式将与所述异常情况相关的告警信息发送到所述通信总线上。3.根据权利要求1或2所述的级联型逆变器控制系统，其特征在于，所述交流负载的运行数据中变化率低于阈值的数据包括：电网电压幅值；所述逆变单元的运行数据中变化率低于所述阈值的数据，包括：逆变单元输入电压和输入功率。4.根据权利要求1所述的级联型逆变器控制系统，其特征在于，所述广播式网络为有线通信网络或无线通信网络。5.根据权利要求4所述的级联型逆变器控制系统，其特征在于，所述有线通信网络支持CAN通信、电力线载波通信、光纤通信或485通信；所述无线通信网络支持WI-FI通信。6.一种级联型逆变器控制方法，其特征在于，应用于由主控制器以及与所述级联型逆变器中的各个逆变单元一一对应设...

【专利技术属性】
技术研发人员：江才，徐君，庄加才，顾亦磊，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34