光伏并网逆变器及其控制方法技术

本申请公开了光伏并网逆变器及其控制方法，以较低成本实现光伏并网逆变器的无功支撑能力。该光伏并网逆变器为两级式拓扑结构，前级采用DC/DC变换器、后级采用工频逆变器，该方法包括：获取光伏并网逆变器所需功率因数；判断所需功率因数是否等于1；若是，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与该正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，同时控制工频逆变器工作在工频翻转模式，翻转点为网侧电压过零点；若否，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，同时控制工频逆变器工作在工频翻转模式，翻转点为网侧电压过零点。

Photovoltaic grid-connected inverter and its control method

【技术实现步骤摘要】
光伏并网逆变器及其控制方法
本专利技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及光伏并网逆变器及其控制方法。
技术介绍
光伏并网逆变器的基本功能是将光伏组件输出的直流电转换成工频交流电并入电网。此外，光伏并网逆变器还需要具备一定的无功支撑能力，以保证其在某些特殊工况下(例如电压跌落)能够不间断并网运行，保障大规模光伏并网后的安全稳定运行。现阶段，一般是通过在光伏并网逆变器的能量正向流动回路的基础上额外增设能量反向流动回路，来使光伏并网逆变器具备无功支撑能力。但额外增设能量反向流动回路势必会增加硬件成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了光伏并网逆变器及其控制方法，以较低成本实现光伏并网逆变器的无功支撑能力。一种光伏并网逆变器控制方法，所述光伏并网逆变器为两级式拓扑结构，前级采用DC/DC变换器、后级采用工频逆变器，所述光伏并网逆变器控制方法包括：获取光伏并网逆变器所需功率因数；判断光伏并网逆变器所需功率因数是否等于1；若是，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点；若否，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点。可选的，所述DC/DC变换器为Buck-Boost电路，其包括Q1～Q4四个开关管、电感L1、输入电容C1和输出电容C2，其中：电感L1的一端接Q1管的电能输出端和Q2管的电能输入端；电感L1的另一端接Q3管的电能输出端和Q4管的电能输入端；输入电容C1的正极接Q1管的电能输入端；输出电容C2的正极接Q3管的电能输入端；输入电容C1的负极接Q2管的电能输出端、Q4管的电能输出端和输出电容C2的负极；所述控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，包括：当DC/DC变换器的输入侧电压高于输出侧电压时，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Buck模式下；当DC/DC变换器的输入侧电压低于输出侧电压时，Q1管常通，Q2管常断，Q3、Q4管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Boost模式下。可选的，当光伏并网逆变器所需功率因数不等于1，具体为网侧电流超前网侧电压时，所述控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，包括：当DC/DC变换器的输入侧电压高于输出侧电压时：从网侧电流过零点开始至网侧电压过零点结束，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量反向流动的Buck模式下；除此之外，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Buck模式下；当DC/DC变换器的输入侧电压低于输出侧电压时：Q1管常通，Q2管常断，Q3、Q4管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Boost模式下。可选的，当光伏并网逆变器所需功率因数不等于1，具体为网侧电压超前网侧电流时，所述控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，包括：当DC/DC变换器的输入侧电压高于输出侧电压时：从网侧电压过零点开始至网侧电流过零点结束，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量反向流动的Buck模式下；除此之外，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Buck模式下；当DC/DC变换器的输入侧电压低于输出侧电压时：Q1管常通，Q2管常断，Q3、Q4管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Boost模式下。可选的，所述工频逆变器为全桥逆变电路，包括S1～S4四个开关管，其中：S1管和S2管分别为一个桥臂的上管和下管；S3管和S4管分别为另一桥臂的上管和下管；对应的，所述控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点，包括：当网侧电压为正时，控制S1、S4管导通，S2、S3管关断；当网侧电压为负时，控制S2、S3管导通，S1、S4管关断。可选的，不论光伏并网逆变器所需功率因数是否等于1，还同时对DC/DC变换器进行MPPT控制。一种光伏并网逆变器控制方法，所述光伏并网逆变器为两级式拓扑结构，前级采用多个DC/DC变换器、后级采用一个工频逆变器，所述多个DC/DC变换器的输出侧级联接入所述工频逆变器，所述光伏并网逆变器控制方法包括：获取光伏并网逆变器所需功率因数；判断光伏并网逆变器所需功率因数是否等于1；若是，控制各DC/DC变换器同步运行，在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点；若否，控制各DC/DC变换器同步运行，在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点。可选的，不论光伏并网逆变器所需功率因数是否等于1，还同时对各DC/DC变换器进行MPPT控制。一种光伏并网逆变器，包括主电路和控制电路；其主电路为两级式拓扑结构，前级采用DC/DC变换器、后级采用工频逆变器；其控制电路用于获取光伏并网逆变器所需功率因数；判断光伏并网逆变器所需功率因数是否等于1；若是，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点；若否，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点。一种光伏并网逆变器，包括主电路和控制电路；其主电路为两级式拓扑结构，前级采用多个DC/DC变换器、后级采用一个工频逆变器，所述多个DC/DC变换器的输出侧级联接入所述工频逆变器，所述光伏并网逆变器控制方法包括：其控制电路用于获取光伏并网逆变器所需功率因数，判断光伏并网逆变器所需功率因数是否等于1；若是，控制各DC/DC变换器同步运行，在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点；若否，控制各DC/DC变换器同步运行，在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点。从上述的技术方案可以看出，本专利技术实施例基于能将光伏输入经过DC/DC变换和工频翻转后直接并入电网的光伏并网逆变器开发其无功支撑能力，具体为：当光伏并网逆变器所需功率因数为1时，通过控制其内部开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述光伏并网逆变器为两级式拓扑结构，前级采用DC/DC变换器、后级采用工频逆变器，所述光伏并网逆变器控制方法包括：获取光伏并网逆变器所需功率因数；判断光伏并网逆变器所需功率因数是否等于1；若是，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点；若否，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点。

【技术特征摘要】
1.一种光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述光伏并网逆变器为两级式拓扑结构，前级采用DC/DC变换器、后级采用工频逆变器，所述光伏并网逆变器控制方法包括：获取光伏并网逆变器所需功率因数；判断光伏并网逆变器所需功率因数是否等于1；若是，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点；若否，控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，同时，控制工频逆变器工作在工频翻转模式下，翻转点为网侧电压过零点。2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述DC/DC变换器为Buck-Boost电路，其包括Q1～Q4四个开关管、电感L1、输入电容C1和输出电容C2，其中：电感L1的一端接Q1管的电能输出端和Q2管的电能输入端；电感L1的另一端接Q3管的电能输出端和Q4管的电能输入端；输入电容C1的正极接Q1管的电能输入端；输出电容C2的正极接Q3管的电能输入端；输入电容C1的负极接Q2管的电能输出端、Q4管的电能输出端和输出电容C2的负极；所述控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频同相的正弦半波电流，包括：当DC/DC变换器的输入侧电压高于输出侧电压时，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Buck模式下；当DC/DC变换器的输入侧电压低于输出侧电压时，Q1管常通，Q2管常断，Q3、Q4管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Boost模式下。3.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，当光伏并网逆变器所需功率因数不等于1，具体为网侧电流超前网侧电压时，所述控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，包括：当DC/DC变换器的输入侧电压高于输出侧电压时：从网侧电流过零点开始至网侧电压过零点结束，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量反向流动的Buck模式下；除此之外，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Buck模式下；当DC/DC变换器的输入侧电压低于输出侧电压时：Q1管常通，Q2管常断，Q3、Q4管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Boost模式下。4.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，当光伏并网逆变器所需功率因数不等于1，具体为网侧电压超前网侧电流时，所述控制DC/DC变换器在输出侧生成两倍工频的正弦半波电压和与所述正弦半波电压同频不同相的、在网侧电压过零点进行电流跳变的正弦半波电流，包括：当DC/DC变换器的输入侧电压高于输出侧电压时：从网侧电压过零点开始至网侧电流过零点结束，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量反向流动的Buck模式下；除此之外，Q3管常通，Q4管常断，Q1、Q2管互补导通，DC/DC变换器工作在能量正向流动的Buck模式下；当DC/DC变换器的输入侧电压低于输出侧电压时：Q1...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵小宇，江才，徐君，庄加才，
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