一种微逆变器交流侧功率耦合系统及控制方法技术方案

本发明专利技术属于微逆变器技术领域，公开了一种微逆变器交流侧功率耦合系统及控制方法，S

A micro inverter AC side power coupling system and control method

【技术实现步骤摘要】
一种微逆变器交流侧功率耦合系统及控制方法
本专利技术属于微逆变器
，尤其涉及一种微逆变器交流侧功率耦合系统及控制方法。具体涉及一种六开关的微逆变器交流侧功率耦合电路。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：拥有众多优点的微逆变器正开始占据未来分布式光伏逆变器的舞台。基于受MPPT控制的光伏组件产生的恒定输入功率与电网上两倍工频的交流侧功率不匹配这一问题，传统的解决方法是使用电解电容作为缓冲，以实现光伏输出功率与交流侧功率的一致统一。而由于大部分半导体器件和无源器件的使用寿命为电解电容的5～10倍。两者寿命上的巨大差距限制了传统逆变器的稳定和寿命。由此，无电解电容的微逆变器应运而生。无电解电容微逆变器技术，即采用由功率开关和无源器件组成的电力电子功率耦合电路代替传统电解电容实现能量缓冲功能。据功率解耦电容的位置，可将功率解耦技术分为(1)DC-link中间侧型。(2)交流输出侧型。(3)直流输入侧型。(4)三端口解耦型。DC-link级解耦，即直流母线解耦，多应用于多级式逆变器，由于DC-AC环节中使用的式电压型变换器，要求直流母线电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微逆变器交流侧功率耦合系统，其特征在于，所述微逆变器交流侧功率耦合系统包括六个开关管S

【技术特征摘要】
1.一种微逆变器交流侧功率耦合系统，其特征在于，所述微逆变器交流侧功率耦合系统包括六个开关管S1-S6、六个二极管D1-D6、耦合电容Cd及电感Ld；S1和D1，S2和D2，S3和D3，S4和D4，S5和D5及S6和D6反并联连接；
S1的集电极，S3的集电极与Uinv-相连接；
S2的集电极，S4的集电极与Uinv+相连接；
S1的发射极，S2的发射极与耦合电容的一端相连接；
S3的发射极，S5的集电极与耦合电感的一端相连接；
S4的发射极，S6的集电极与耦合电感的另外一端相连；
S5的发射极，S6的发射极与耦合电容的另一端相连接。


2.如权利要求1所述的微逆变器交流侧功率耦合系统，其特征在于，所述微逆变器交流侧功率耦合系统并联于微逆变器的交流输出侧。


3.一种如权利要求1所述微逆变器交流侧功率耦合系统的控制方法，其特征在于，所述微逆变器交流侧功率耦合系统的控制方法包括：
通过对开关管通断的控制，调节电感Ld的相对位置，使等效电路改变，实现能量的缓冲；
具体控制公式为：



式中，R1,R2为控制开关管通断的控制信号；R1是工频正弦信号，R1＝0表示电网电压处于正半周，执行模式1与模式2；否则，R1＝1表示电网电压处于负半周，执行模式3与模式4；R2为两倍工频的正弦信号，当R2＝0时，微逆变器交流侧功率耦合电路吸收能量，执行模式1与模式3；否则，当R2＝1时，微逆变器交流侧功率耦合电路释放能量，执行模式2与模式4；开关状态为1/0表示，开关受PEM驱动信号控制；
以上式子中S1-S6为控制6个开关管通断的控制信号，该6路控制信号之间的逻辑时序关系可由逻辑变量R1和R2的代数式表达，R1和R2的取值仅为“0”和“1”，R1表示电网电压的极性，R1＝0表示电网电压处于正半周，执行模式1与模式2；否则，R1＝1表示电网电压处于负半周，执行模式3与模式4；R2表示吸收和释放能量的状态，当R2＝0时，微逆变器交流侧功率耦合电路吸收能量，执行模式1与模式3；否则，当R2＝1时，微逆变器交流侧功率耦合电路释放能量，执行模式2与模式4；
R1、R2、PEM分别为不同频率范围的时序段，其中R1为50Hz时序段，R2为100Hz时序段，PEM为20KHz时序段；
变量PEM为瞬时解耦功率量在高频数字域的映射；
变量PEM为20KHz高频信号的代数量，该信号是瞬时解耦功率大小的高频脉冲宽度表达，且该量为解耦电感给定值idref所控制。


4.如权利要求3所述微逆变器交流侧功率耦合系统的控制方法，其特征在于，模式1：逆变器VO>0，微逆变器交流侧功率耦合电路吸收能量；
模式2：逆变器VO>0，微逆变器交流侧功率耦合电路释放能量；
模式3：逆变器VO<0，微逆变器交流侧功率耦合电路吸收能量；
模式4：逆变器VO<0，微逆变器交流侧功率耦合电路释放能量；
如果微逆变器交流侧功率耦合电路通过电感实现与逆变器的能量和电流连接，通过电容器实现相应能量的存储和释放，当吸收能量时，电容电压与输出电流方向相同，输入电流和电压方向也相同，释放能量时，输出电容电压与电流方向相反，输入电流电压方向也相反；若电压正方向为上正下负，电流正方向为顺时针方向，进行上述四种工作模式。


5.如权利要求3所述微逆变器交流侧功率耦合系统的控制方法，其特征在于，通过对开关管通断的控制，调节电感Ld的相对位置，使等效电路改变中，具体包括：
工作模式1，当Ugrid>0,PI>PO时，S1常通，S2,S3,S5,S6断开，S4作为主控开关受PEM信号控制；解耦电容C存储能量，电压上升；S4开通时，电流id流通路径为Uinv+、S4、Ld、D3、Uinv-；
S4断开时，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：章勇高，付伟东，常玉，严胜，樊越，迮思源，柴成凯，王小衬，刘鹏，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36