一种并网逆变装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种并网逆变装置的控制方法，并网逆变装置包括直流电源，所述直流电源经过储能元件后再经DC‑AC变换电路连接电网，所述储能元件包括储能电感和储能电容，所述并网逆变装置包括用于检测电网电压并且控制所述储能电感和储能电容工作状态的主控单元，所述直流电源先后经过上位电子开关、储能电感、储能电容电连接DC‑AC变换电路，所述主控单元通过控制上位电子开关和下位电子开关的工作状态来控制所述储能电感和储能电容的工作状态。通过电感器件的物理规律以及电感器储能的作用，结合电子开关的工作状态的控制，直接产生某一确定的电流值，从而不需要设置相应的电流检测电路和电流反馈环路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源光伏领域， 特别涉及一种并网逆变装置。
技术介绍
并网逆变器是将光伏电池阵列（PV）输出的直流电转换为交流电输出到电网的装置。其涉及的一项要求是输出电流与电网电压的相位保持同步，即输出电流与电网电压在一个周期内必须保持一个恒定的比值，以此减少并网逆变器对电网电压的干扰。为了满足上述要求，当前并网逆变器所普遍采用的方法是：主控芯片测量电网电压U，依据电网电压U和当前的参考输出功率P设定一个与U保持比例关系的参考电流I2，同时测量输出电流I1，让后将输出电流I1和参考电流I2接入负反馈网络，通过负反馈网络调整PWM使输出电流I1维持与参考电流I2的相等。如果要使输出电流I1尽量等于参考电流I2，且电路工作稳定，则负反馈网络必须是带有积分作用的。而带有积分作用的负反馈网络存在一个明显而重要的问题是电流反馈环路的时间延迟比较大，进而产生输出电流I1与电网电压U的相位差。在电网电压出现较大的波动时，带有积分作用的相位补偿网络无法对快速波动的电压做出正确的反应，导致电流与电压出现明显的不同步现象，甚至出现电流振荡加剧电压的波动。为了减少电压波动时电流的波动幅度，必须增加储能电感的电感量，进而增加了电感器的工作损耗。另一方面，此方法的开关电路在PWM开始时刻电流不为零，从而导致产生电子开关的开关损耗和电路的反向恢复损耗。因此，上述的各种方法，均存在控制电路复杂，成本较高且转换率不高的问题，尤其是在5KW以内的小功率并网逆变应用中经济效益不佳。
技术实现思路
本专利技术提供一种不需要电流反馈网络、由电路直接生成所需要的电流值、控制电路简单、电流相位误差小、对电网电压波动不敏感、性能稳定可靠、转换效率高、成本极低的并网逆变装置，可以解决上述技术问题。本专利技术提供的一种并网逆变装置，其包括直流电源，所述直流电源经过储能元件后再经DC-AC变换电路连接电网，所述储能元件包括储能电感和储能电容，所述并网逆变装置包括用于检测电网电压并且控制所述储能电感和储能电容工作状态的主控单元，所述直流电源的正极先后经过上位电子开关、储能电感、储能电容电连接DC-AC变换电路，所述主控单元通过控制上位电子开关的工作状态来控制所述储能电感和储能电容的工作状态。优选的，所述并网逆变装置还包括下位电子开关，所述直流电源的负极经过下位电子开关电连接所述储能电感，所述主控单元通过控制上位电子开关和下位电子开关的工作状态来控制所述储能电感和储能电容的工作状态。优选的，所述储能电感与所述储能电容之间设有防逆流电路，所述防逆流电路的输入端连接所述储能电感，所述防逆流电路的输入端电连接所述储能电容。优选的，所述上位电子开关与所述储能电感之间设有续流电路，所述续流电路的输入端电连接直流电源的负极，所述续流电路的输出端电连接储能电感。优选的，所述主控单元同时检测电网电压与直流电源电压。另外，本专利技术还提供一种并网逆变装置的控制方法，其包括直流电源，所述直流电源经过储能元件后再经DC-AC变换电路连接电网，所述储能元件包括储能电感和储能电容，所述并网逆变装置包括用于检测电网电压并且控制所述储能电感和储能电容工作状态的主控单元，所述直流电源先后经过上位电子开关、储能电感、储能电容电连接DC-AC变换电路，所述主控单元通过控制所述上位电子开关和下位电子开关的工作状态，使储能电感上产生相应的电流，进而使储能电容上存在直流电能，所述DC-AC变化电路根据电网电压的正负极，将储能电容上的直流电路转换为交流电能输出到电网。优选的，其特征在于，所述主控单元控制所述上位电子开关开通，并经过时间T后关断使储能电感上产生确定的电流。优选的，所述并网逆变装置还包括下位电子开关，所述主控单元通过控制上位电子开关下位电子开关的工作状态来控制所述储能电感和储能电容的工作状态，使储能电感上产生相应的电流，进而使储能电容上存在直流电能。优选的，在一个PWM周期Tt开始时，所述主控单元控制所述上位电子开关和下位电子开关同时开通，并经过时间T1后关断所述下位电子开关，经过时间T1+T2后关断上位电子开关，使储能电感上产生确定的电流。本专利技术提出一种新的并网逆变装置，通过电感器件的物理规律以及电感器储能的作用，结合电子开关的工作状态的控制，直接产生某一确定的电流值，从而不需要设置相应的电流检测电路和电流反馈环路，不需要相位补偿网络，因此对电网电压波动不敏感，不会产生电流振荡，使得电路简洁运行可靠。而主控单元只需要检测直流电源的电压和电网电压，其余的参数都可以通过相应的计算得出，因此并网逆变装置的实时输出直接由主控单元控制电子开关的开通时间得到。由于本方案工作于电流非连续模式，在PWM开通和结束时刻，续流电路和防逆流电路中的电流均为0，续流电路和防逆流电路的反向恢复损耗为0，电子开关的开通损耗为0，因此其转换效率远高于传统方法的转换效率。由于采用了上位电子开关和下位电子开关同时来进行控制，所以该并网逆变装置同时具有了升压和降压多重功能，使得直流电源电压可以低于电网的峰值电压，从而降低了功率元件的耐压要求，且有利于提高转换效率；输出电流与电压相位误差极小，相位误差仅受主控单元测量电压、计算参数产生的时间延迟影响，而这种误差一般都可控制在5微秒以内，即相位误差可以控制在0.2度以内，性能远优于传统的并网逆变装置。因此，本专利技术中的并网逆变装置电路简洁、控制简单，对主控单元的性能要求低，成本极低，可以在5KW以内甚至0.25KW的小功率并网逆变应用中都具有理想的经济效益。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明：图1是本专利技术一种并网逆变装置的电路原理示意图；图2是本专利技术一种并网逆变装置的控制方法的电流变化阶段示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，使本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。实施例：图1是本专利技术一种并网逆变装置的电路原理示意图，如图1所示，本专利技术提供一种并网逆变装置，包括直流电源2，直流电源2经过储能元件后再经DC-AC变换电路9连接电网，储能元件包括储能电感4和储能电容8，并网逆变装置包括用于检测电网电压并且控制储能电感4和储能电容8工作状态的主控单元1，直流电源2的正极先后经过上位电子开关3、储能电感4、储能电容8电连接DC-AC变换电路9。并网逆变装置的直流电源2正极经过上位电子开关3电连接储能电感4的一端，并网逆变装置还包括下位电子开关6，直流电源2负极经过下位电子开关6电连接储能电感4的另一端，主控单元1通过控制上位电子开关3和下位电子开关6的工作状态来控制储能电感4和储能电容8的工作状态。在本实施例中，主控单元1同时电连接相应的上位电子开关3和下位电子开关6，通过PWM信号控制所述上位电子开关3和下位电子开关6的开通和关断状态。储能电感4与所述储能电容8之间设有防逆流电路7，所述防逆流电路7的输入端同时电连接所述储能电感4的一端和所述下位电子开关6，所述防逆流电路7的输出端电连接所述储能电容8。所述上位电子开关3与所述储能电感4之间设有续流电路5，所述续流电路5的输入端电连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并网逆变装置，其特征在于，包括直流电源，所述直流电源经过储能元件后再经DC‑AC变换电路连接电网，所述储能元件包括储能电感和储能电容，所述并网逆变装置包括用于检测电网电压并且控制所述储能电感和储能电容工作状态的主控单元，所述直流电源的正极先后经过上位电子开关、储能电感、储能电容电连接DC‑AC变换电路，所述主控单元通过控制上位电子开关的工作状态来控制所述储能电感和储能电容的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种并网逆变装置，其特征在于，包括直流电源，所述直流电源经过储能元件后再经DC-AC变换电路连接电网，所述储能元件包括储能电感和储能电容，所述并网逆变装置包括用于检测电网电压并且控制所述储能电感和储能电容工作状态的主控单元，所述直流电源的正极先后经过上位电子开关、储能电感、储能电容电连接DC-AC变换电路，所述主控单元通过控制上位电子开关的工作状态来控制所述储能电感和储能电容的工作状态。2.根据权利要求1所述的并网逆变装置，其特征在于，所述并网逆变装置还包括下位电子开关，所述直流电源的负极经过下位电子开关电连接所述储能电感，所述主控单元通过控制上位电子开关和下位电子开关的工作状态来控制所述储能电感和储能电容的工作状态。3.根据权利要求1所述的并网逆变装置，其特征在于，所述储能电感与所述储能电容之间设有防逆流电路，所述防逆流电路的输入端连接所述储能电感，所述防逆流电路的输出端电连接所述储能电容。4.根据权利要求1任一所述的并网逆变装置，其特征在于，所述上位电子开关与所述储能电感之间设有续流电路，所述续流电路的输入端电连接直流电源的负极，所述续流电路的输出端电连接储能电感。5.根据权利要求1所述的并网逆变装置，其特征在于，所述主控单元同时检测电网电压与直流电源电压。6.一种并网逆变装置的控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：散保华，李成红，谢建军，
申请(专利权)人：东莞美立智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44