The invention discloses a low-frequency ripple suppression digital control device for a photovoltaic flyback micro-inverter based on power prediction. The control object is a flyback photovoltaic micro-inverter. The digital control device obtains the modulation ratio of the flyback converter by using the power prediction modulation ratio calculation module, so that the output power of the flyback converter is equal to the period. The expected value can suppress the low frequency ripple in the output current of the photovoltaic cell, and the thin film capacitor with smaller capacitance can be used to prolong the life of the photovoltaic micro-inverter. The implementation of the invention can ensure that the photovoltaic micro-inverter achieves lower cost, has the ability of low frequency current ripple suppression and maximizes the energy acquisition rate.
【技术实现步骤摘要】
基于功率预测的反激型微逆变器的低频纹波抑制数字控制装置
本专利技术涉及一种反激型光伏变换器的数字控制装置,属于电力电子变换器控制
技术介绍
光伏微逆变器作为新能源发电的重要形式受到人们越来越多的重视,其优点包括能量获取率高,可热插拔,冗余性能高。由于光伏电池输出电压较低,为匹配电网电压,常采用两级式的电路结构,前级实现升压,后级实现并网。光伏微逆变器最常见的形式是以反激电路作为前级功率变换,后级采用SPWM桥式逆变器。目前光伏电池的设计寿命为25年,而与之配对的微逆变器安装在其背面,工作环境恶劣,因此大大限制了微逆变器的寿命,而影响微逆变器寿命的重要元件就是电解电容。为消除电解电容对寿命的影响,常采用容值较低、寿命更长的薄膜电容取代电解电容,但随着而来的就是在前级变换器的输出端(即直流母线)出现很大的电压波动,这会传导至输入侧,光伏电池输出电流中含有大量的双倍工频的电流纹波,会引起光伏电池发电效率降低以及影响其寿命。为克服这一问题,研究人员提出了很多方法,大致分为硬件电路改进和控制策略改进。增加硬件电路以缓冲输入、输出侧的功率差异将极大的增加光伏微逆变器的成本,这一点对成本要求极高的微逆变器而言是难以接受的;对控制策略的改进目前基本可分为两类:一是在控制环路中增加陷波器以滤除双倍工频纹波分量;另一种是设计谐振控制器以实现在双倍工频纹波除具有极大的增益,以保证闭环控制时,输出电流跟踪其基准值。这两种控制策略实现起来都比较复杂,参数设计需要格外精确,否则容易造成系统不稳定工作。因此,对以反激电路为基础的光伏微逆变而言,在采用容值较低的薄膜电容后,在不 ...
【技术保护点】
1.一种基于功率预测的反激型微逆变器的低频纹波抑制数字控制装置,控制对象是反激型光伏微逆变器,检测其输入侧的光伏电池电压、光伏电池电流、反激型电路的输入电流以及反激型电路的输出电压;数字控制装置包括模数转换器、(n+1)周期电流预测模块、第一限幅器、最大功率点跟踪模块、第一减法器、比例积分调节器、功率预调制比计算模块、第二限幅器、零阶保持器、三角波信号发生器和比较器;反激型电路的四个检测量输入到模数转换器的输入端;模数转换器的第一输出端接(n+1)周期电流预测模块的第二输入端,模数转换器的第二输出端接(n+1)周期电流预测模块的第三输入端,模数转换器的第三输出端接(n+1)周期电流预测模块的第四输入端、最大功率点跟踪模块的第一输入端、第一减法器的负输入端以及功率预调制比计算模块的第二输入端,模数转换器的第四输出端接最大功率点跟踪模块的第二输入端;(n+1)周期电流预测模块的输出端接第一限幅器的输入端,第一限幅器的输出端接功率预调制比计算模块的第一输入端;最大功率点跟踪模块的输出端接第一减法器的正输入端,第一减法器的输出端接比例积分调节器的输入端,比例积分调节器的输出端接功率预调制比计算 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于功率预测的反激型微逆变器的低频纹波抑制数字控制装置,控制对象是反激型光伏微逆变器,检测其输入侧的光伏电池电压、光伏电池电流、反激型电路的输入电流以及反激型电路的输出电压;数字控制装置包括模数转换器、(n+1)周期电流预测模块、第一限幅器、最大功率点跟踪模块、第一减法器、比例积分调节器、功率预调制比计算模块、第二限幅器、零阶保持器、三角波信号发生器和比较器;反激型电路的四个检测量输入到模数转换器的输入端;模数转换器的第一输出端接(n+1)周期电流预测模块的第二输入端,模数转换器的第二输出端接(n+1)周期电流预测模块的第三输入端,模数转换器的第三输出端接(n+1)周期电流预测模块的第四输入端、最大功率点跟踪模块的第一输入端、第一减法器的负输入端以及功率预调制比计算模块的第二输入端,模数转换器的第四输出端接最大功率点跟踪模块的第二输入端;(n+1)周期电流预测模块的输出端接第一限幅器的输入端,第一限幅器的输出端接功率预调制比计算模块的第一输入端;最大功率点跟踪模块的输出端接第一减法器的正输入端,第一减法器的输出端接比例积分调节器的输入端,比例积分调节器的输出端接功率预调制比计算模块的第三输入端;功率预调制比计算模块的输出端接第二限幅器的输入端,第二限幅器的输出端接零阶保持器的输入端、比较器的第一输入端,零阶保持器的输出端接(n+1)周期电流预测模块的第一输入端;三角波信号发生器的输出端接比较器的第二输入端;比较器的输出端信号作为反激型电路...
【专利技术属性】
技术研发人员:阚加荣,吴云亚,许志华,商志根,薛迎成,
申请(专利权)人:盐城工学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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