【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于一种逆变器控制技术，且特别是有关于一种控制信号产生系统及其逆变器控制装置与相关电路。
技术介绍
逆变器是一种基于电力电子技术的功率变换装置，通过适当的控制方式可将电能从直流转为交流或从交流转为直流。一般而言，逆变器包含了开关单元及滤波单元，前述开关单元将直流电压逆变成交流电压，而滤波单元则可接收开关单元的输出，并滤除其中的高频成分以产生所需要的交流电压，且滤波单元将上述交流电压输出至AC端口。但对于与马达或变压器绕组连接的逆变器也可以不包含上述滤波单元，因此上述开关单元输出的交流电压将直接输出至AC端口。通常逆变器拓扑可为但不限于两电平三相桥式电路或多电平逆变电路，上述多电平逆变电路可为三电平中点钳位元逆变电路。此外，滤波单元可为但不限于L滤波器、LC滤波器或LCL滤波器等，因此，滤波单元亦可视实际需求而为其它更为复杂的滤波器结构。再者，上述逆变器可为但不限于三相系统或单相系统。一般逆变器的操作方式如下所述。首先，逆变器的直流端口(DCport)接入到一直流形式的电源(例如电池、超级电容、或其他分散式发电单元经功率变换装置转换得到的直流电源)。随后，逆变器将接收到的直流电源经过开关网路的开关变换，再经过滤波单元进行滤波，输出至逆变器的交流端口(ACport)。此外，上述逆变器的交流端口经过开关和隔离变压器(可选的)等连接到本地负载(Load)和电网(Grid)，以构成微网...
【技术保护点】
一种逆变器控制装置，其特征在于，包含：一第一校正信号提供单元，用以接收一频率设定信号，并提供一反映有功功率校正信号的信号；一有功功率控制单元，用以接收该反映有功功率校正信号的信号、一有功功率设定信号及一反映逆变器有功功率的信号，以产生一反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号；一第二校正信号提供单元，用以接收一电压设定信号，并提供一反映无功功率校正信号的信号；一无功功率控制单元，用以接收该反映无功功率校正信号的信号、一无功功率设定信号及一反映逆变器无功功率的信号，以产生一反映逆变器输出电压幅值的控制信号，其中该反映逆变器输出电压幅值的控制信号为一电压幅值控制信号；以及一处理单元，用以接收一反映逆变器输出电流的反馈信号、一反映逆变器输出电压的反馈信号、反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号、反映该逆变器输出电压幅值的控制信号，以产生反映该逆变器有功功率的信号、反映该逆变器无功功率的信号以及一电压指令信号。
【技术特征摘要】
1.一种逆变器控制装置，其特征在于，包含：
一第一校正信号提供单元，用以接收一频率设定信号，并提供一反映有功
功率校正信号的信号；
一有功功率控制单元，用以接收该反映有功功率校正信号的信号、一有功
功率设定信号及一反映逆变器有功功率的信号，以产生一反映该逆变器输出电
压相位的角度控制信号；
一第二校正信号提供单元，用以接收一电压设定信号，并提供一反映无功
功率校正信号的信号；
一无功功率控制单元，用以接收该反映无功功率校正信号的信号、一无功
功率设定信号及一反映逆变器无功功率的信号，以产生一反映逆变器输出电压
幅值的控制信号，其中该反映逆变器输出电压幅值的控制信号为一电压幅值控
制信号；以及
一处理单元，用以接收一反映逆变器输出电流的反馈信号、一反映逆变器
输出电压的反馈信号、反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号、反映该逆
变器输出电压幅值的控制信号，以产生反映该逆变器有功功率的信号、反映该
逆变器无功功率的信号以及一电压指令信号。
2.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，反映该逆变器
有功功率的信号为一转矩信号，反映该有功功率校正信号的信号为一转矩校正
信号，其中该有功功率控制单元包含：
一驱动转矩产生单元，用以接收该有功功率设定信号，并将该有功功率设
定信号除以一角频率信号以产生一转矩指令信号；
一第一叠加单元，用以接收该转矩指令信号、该转矩信号及该转矩校正信
号，以产生一加速度信号；
一第一积分单元，用以接收该加速度信号以产生一第一频率控制信号。
3.根据权利要求2所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率控
制单元还包含：
一第二积分单元，用以接收该第一频率控制信号以产生反映该逆变器输出
电压相位的角度控制信号。
4.根据权利要求2所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率控
制单元还包含：
一前馈计算单元，用以接收该加速度信号以产生一第二频率控制信号；
一第一调节单元，用以接收该第一频率控制信号和该第二频率控制信号以
产生一反映逆变器输出电压频率的控制信号；以及
一第二积分单元，用以接收该反映逆变器输出电压频率的控制信号以产生
反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号。
5.根据权利要求2所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率控
制单元还包含：
一第二调节单元，用以接收一频率前馈信号，并根据该频率前馈信号和该
第一频率控制信号，输出一反映逆变器输出电压频率的控制信号；以及
一第二积分单元，用以接收该反映逆变器输出电压频率的控制信号以产生
反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号。
6.根据权利要求2所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率控
制单元还包含：
一前馈计算单元，用以接收该加速度信号以产生一第二频率控制信号；
一第二调节单元，用以接收一频率前馈信号和该第一频率控制信号以产生
一第三频率控制信号；
一第三调节单元，用以接收该第二频率控制信号和该第三频率控制信号，
输出一反映逆变器输出电压频率的控制信号；以及
一第二积分单元，用以接收该反映逆变器输出电压频率的控制信号以产生
反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的逆变器控制装置，其特征在于，
该无功功率控制单元包含：
一无功偏差产生单元，用以接收该无功功率设定信号、该反映逆变器无功
功率的信号及该反映无功功率校正信号的信号，以产生一无功功率偏差信号；
一电压调节单元，用以接收该无功功率偏差信号以产生反映逆变器输出电
压幅值的第一幅值控制信号；以及
一第四调节单元，用以接收一电压前馈信号，并根据该电压前馈信号和该
第一幅值控制信号，输出该电压幅值控制信号。
8.根据权利要求2所述的逆变器控制装置，其特征在于，该第一校正信
号提供单元包含：
一第一校正信号产生单元，用以接收一第一频率控制信号以及该频率设定
信号，以产生一频率偏差信号；以及
一第一比例单元，用以接收该频率偏差信号以产生反映该有功功率校正信
号的一转矩校正信号。
9.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率控
制单元包含：
一第二叠加单元，用以接收该有功功率校正信号、该有功功率设定信号及
该逆变器有功功率以产生一加速度信号；
一第三积分单元，用以接收该加速度信号以产生一第三频率控制信号。
10.根据权利要求9所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率控
制单元还包含：
一第二积分单元，用以接收该第三频率控制信号以产生反映该逆变器输出
电压相位的角度控制信号。
11.根据权利要求9所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率控
制单元还包含：
一前馈计算单元，用以接收该加速度信号以产生一第二频率控制信号；
一第六调节单元，用以接收该第三频率控制信号和该第二频率控制信号以
产生一反映逆变器输出电压频率的控制信号；以及
一第二积分单元，用以接收该反映逆变器输出电压频率的控制信号以产生
反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号。
12.根据权利要求9所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率
控制单元还包含：
一第七调节单元，用以接收一频率前馈信号，并根据该频率前馈信号和该
第三频率控制信号，输出一反映逆变器输出电压频率的控制信号；以及
一第二积分单元，用以接收该反映逆变器输出电压频率的控制信号以产生
反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号。
13.根据权利要求9所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率控
制单元还包含：
一前馈计算单元，用以接收该加速度信号以产生一第二频率控制信号；
一第七调节单元，用以接收一频率前馈信号和该第三频率控制信号以产生
一第四频率控制信号；
一第八调节单元，用以接收该第二频率控制信号和该第四频率控制信号，
输出一反映逆变器输出电压频率的控制信号；以及
一第二积分单元，用以接收该反映逆变器输出电压频率的控制信号以产生
反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号。
14.根据权利要求11至13中任意一项所述的逆变器控制装置，其特征在
于，该无功功率控制单元包含：
一无功偏差产生单元，用以接收该无功功率设定信号、该反映逆变器无功
功率的信号及该反映无功功率校正信号的信号，以产生一无功功率偏差信号；
一电压调节单元，用以接收该无功功率偏差信号以产生反映逆变器输出电
压幅值的第一幅值控制信号；以及
一第四调节单元，用以接收一电压前馈信号，并根据该电压前馈信号和该
第一幅值控制信号，输出该电压幅值控制信号。
15.根据权利要求9所述的逆变器控制装置，其特征在于，该第一校正信
\t号提供单元包含：
一第一校正信号产生单元，用以接收该第三频率控制信号以及该频率设定
信号以产生一频率偏差信号；以及
一第三比例单元，用以接收该频率偏差信号以产生该有功功率校正信号。
16.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，该第二校正信
号提供单元包含：
一幅值计算单元，用以根据一逆变器输出电压反馈信号以计算一幅值信
号；
一第二校正信号产生单元，用以接收并比较该幅值信号及该电压设定信号
以产生一电压偏差信号；以及
一第二比例单元，用以接收该电压偏差信号以产生该无功功率校正信号。
17.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，还包含一第一
选择单元和一第二选择单元，其中该第一选择单元用于选取一反映逆变器额定
输出电压的频率信号或一反映逆变器实际输出电压的频率信号作为该频率设
定信号；其中该第二选择单元用于选取一反映逆变器额定输出电压的幅值信号
或一反映逆变器实际输出电压的幅值信号作为该电压设定信号。
18.根据权利要求17所述的逆变器控制装置，其特征在于，该频率设定
信号为反映逆变器额定输出电压的频率信号时，该有功功率控制单元处于下垂
控制模式；其中该频率设定信号为反映逆变器实际输出电压的频率信号时，该
有功功率控制单元处于功率给定控制模式。
19.根据权利要求17所述的逆变器控制装置，其特征在于，该电压设定
信号为反映逆变器额定输出电压的幅值信号时，该无功功率控制单元处于下垂
控制模式；其中该电压设定信号为反映逆变器实际输出电压的幅值信号时，该
无功功率控制单元处于功率给定控制模式。
20.一种逆变器控制装置，其特征在于，包含：
一有功功率控制单元，用以接收一有功功率设定信号及一反映逆变器有功
功率的信号，以产生一反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号；
一校正信号提供单元，用以接收一电压设定信号，并提供一反映无功功率
校正信号的信号；
一无功功率控制单元，用以接收该反映无功功率校正信号的信号、一无功
功率设定信号及一反映逆变器无功功率的信号，以产生一反映逆变器输出电压
幅值的控制信号，其中该反映逆变器输出电压幅值的控制信号为一电压幅值控
制信号；以及
一处理单元，用以接收一反映逆变器输出电流的反馈信号、一反映逆变器
输出电压的反馈信号、反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号、反映该逆
变器输出电压幅值的控制信号，以产生反映该逆变器有功功率的信号、反映该
逆变器无功功率的信号以及一电压指令信号。
21.根据权利要求20所述的逆变器控制装置，其特征在于，该有功功率
控制单元包括：
一叠加单元，用以接收该有功功率设定信号及该逆变器有功功率以产生一
加速度信号；
一第一比例单元，具有用以反映该逆变器有功功率下垂特性的一第一比例
增益，该第一比例单元用以接收该加速度信号，并输出与所述加速度信号相对
应的频率信号；
一滤波单元，与所述比例单元串接，用以将所述频率信号进行滤波处理，
得到一第一频率控制信号；
一第一调节单元，用以接收该第一频率控制信号和该频率设定信号以产生
一第二频率控制信号；以及
一积分单元，用以接收该第二频率控制信号以产生反映该逆变器输出电压
相位的角度控制信号。
22.根据权利要求21所述的逆变器控制装置，其特征在于，该滤波单元
为一低通滤波器，且该低通滤波器的时间常数为τf。
23.根据权利要求21所述的逆变器控制装置，其特征在于，该滤波单元
为一超前滞后校正单元，且该超前滞后校正单元的极点为1/τf，零点为1/τc。
24.根据权利要求20所述的逆变器控制装置，其特征在于，该无功功率
控制单元包含：
一无功偏差产生单元，用以接收该无功功率设定信号、该逆变器无功功率
信号及该无功功率校正信号，以产生一无功功率偏差信号；
一电压调节单元，用以接收该无功功率偏差信号以产生该电压幅值控制信
号。
25.根据权利要求20所述的逆变器控制装置，其特征在于，该无功功率
控制单元包含：
一无功偏差产生单元，用以接收该无功功率设定信号、该逆变器无功功率
信号及该无功功率校正信号，以产生一无功功率偏差信号；
一电压调节单元，用以接收该无功功率偏差信号以产生反映逆变器输出电
压幅值的第一幅值控制信号；以及
一第二调节单元，用以接收一电压前馈信号，并根据该电压前馈信号和该
第一幅值控制信号，输出该电压幅值控制信号。
26.根据权利要求20所述的逆变器控制装置，其特征在于，该校正信号
提供单元包含：
一幅值计算单元，用以根据一逆变器输出电压反馈信号以计算一幅值信
号；
一校正信号产生单元，用以接收并比较该幅值信号及该电压设定信号以产
生一电压偏差信号；以及
一第二比例单元，用以接收该电压偏差信号以产生该无功功率校正信号。
27.根据权利要求20所述的逆变器控制装置，其特征在于，还包含一第
一选择单元和一第二选择单元，其中该第一选择单元用于选取一反映逆变器额
定输出电压的频率信号或一反映逆变器实际输出电压的频率信号作为该频率
\t设定信号；其中该第二选择单元用于选取一反映逆变器额定输出电压的幅值信
号或一反映逆变器实际输出电压的幅值信号作为该电压设定信号。
28.根据权利要求27所述的逆变器控制装置，其特征在于，该频率设定
信号为反映逆变器额定输出电压的频率信号时，该有功功率控制单元处于下垂
控制模式；其中该频率设定信号为反映逆变器实际输出电压的频率信号时，该
有功功率控制单元处于功率给定控制模式。
29.根据权利要求27所述的逆变器控制装置，其特征在于，该电压设定
信号为反映逆变器额定输出电压的幅值信号时，该无功功率控制单元处于下垂
控制模式；其中该电压设定信号为反映逆变器实际输出电压的幅值信号时，该
无功功率控制单元处于功率给定控制模式。
30.一种逆变器控制装置，其特征在于，包含：
一第一校正信号提供单元，用以接收一频率设定信号，并提供一反映有功
功率校正信号的信号；
一有功功率控制单元，用以接收该反映有功功率校正信号的信号、一有功
功率设定信号及一反映逆变器有功功率的虚拟转矩信号，以产生一反映该逆变
器输出电压相位的角度控制信号；
一第二校正信号提供单元，用以接收一电压设定信号，并提供一反映无功
功率校正信号的信号；
一无功功率控制单元，用以接收该反映无功功率校正信号的信号、一无功
功率设定信号及一反映逆变器无功功率的信号，以产生一反映逆变器输出电压
幅值的控制信号，其中该反映逆变器输出电压幅值的控制信号为一虚拟励磁控
制信号；以及
一处理单元，用以接收一反映逆变器输出电流的反馈信号、反映该逆变器
输出电压相位的虚拟电机转子角度控制信号、反映该逆变器输出电压幅值的控
制信号，以产生反映该逆变器有功功率的虚拟转矩信号、反映该逆变器无功功
率的信号以及一电压指令信号。
31.根据权利要求30所述的逆变器控制装置，其特征在于，该无功功率
控制单元包含：
一无功偏差产生单元，用以接收该无功功率设定信号、该逆变器无功功率
信号及该无功功率校正信号，以产生一无功功率偏差信号；
一励磁调节单元，用以接收该无功功率偏差信号以产生反映逆变器输...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆城，王丹，张嘉敏，周建红，吴洪洋，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71
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