一种基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于混合控制的双模光伏逆变器电路，属于电力电子技术领域。该光伏逆变器电路采用Boost电路与全桥电路级联的拓扑架构，通过实时判断直流输入电压与正弦输出电压之间的大小关系，让Boost电路与全桥电路分别工作在工频交流周期内的不同时段，即整个光伏逆变器电路工作在两种不同的模态。这种分时双模工作方式可以减少可观的开关损耗和部分导通损耗，显著提升转换效率和降低散热要求。同时，由于中间直流母线电压的平均值增大，因此对母线电容的容量和尺寸要求都明显降低，从而可以采用小型膜薄电容来替代传统的大尺寸电解电容，不仅提高了光伏逆变器的功率密度，在可靠性和寿命方面也有明显改善。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统
本专利技术涉及一种基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统，属于电力电子

技术介绍
进入21世纪以来，为了更好地应对日益增加的能源需求和保护生态环境，人们越来越多地利用各种可再生能源来替代传统化石燃料。其中，太阳能由于取之不尽的特点，被认为是未来最主要的新能源。根据国际能源署的数据，2018年全球光富新增装机容量83GW，并预测至2023年将达到111GW。但是对电网而言，分布式电源具有不稳定性，往往需要通过高性能电力电子装置接入。对于太阳能的离网或并网应用，光伏逆变器是系统中的核心部件。受到光照、温度、遮挡物等多重因素的影响，光伏板的输出电压通常变化范围较大。因此，目前较为流行的光伏逆变器往往先将光伏板输出电压通过具有升压功能的电路抬升后再经过后级DC/AC电路完成逆变功能。在这种架构中，前后级电路通常始终同时工作在高频状态，相关开关损耗较高。为了改善这个问题，发展了后级DC/AC电路部分的软开关技术，使得转换效率得以提升，但电路结构变得更加复杂，相应控制难度也显著增加。从控制器设计的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统，其特征在于：包括Boost电路和桥式电路相级联的电路拓扑架构，在一个工频交流周期内Boost电路和桥式电路各自分时工作，整个光伏逆变器电路具有双重模态，采用单周期控制和PID控制相结合的混合控制器对光伏逆变器主电路进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统，其特征在于：包括Boost电路和桥式电路相级联的电路拓扑架构，在一个工频交流周期内Boost电路和桥式电路各自分时工作，整个光伏逆变器电路具有双重模态，采用单周期控制和PID控制相结合的混合控制器对光伏逆变器主电路进行控制。


2.根据权利要求1所述的基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统，其特征在于：所述Boost电路包括输入侧电压Vin，所述输入侧电压Vin正极性端连接一个电感L1，电感L1的另一端连接一个功率二极管D7，同时连接一个可控功率开关管S1，功率二极管D7的另一端连接输出侧电容C1的正极性端，可控功率开关管S1的另一端连接电路参考地，输入侧电压Vin正极性端连接旁路二极管D6的阳极，旁路二极管D6的阴极连接输出侧电容C1的正极性端，输出侧电容C1的负极性端和可控功率开关管S1均连接到输入侧电压Vin负极性端。


3.根据权利要求1所述的基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统，其特征在于：所述桥式电路包括串联的可控功率开关管S2和可控功率开关管S3、串联的可控功率开关管S4和可控功率开关管S5，所述串联的可控功率开关管S2和可控功率开关管S3、串联的可控功率开关管S4和可控功率开关管S5均并联在输出侧电容C1的两端，所述可控功率开关管S2和可控功率开关管S3之间的连接线连接有电感L2的一端，该端连接有电压Vf采样点，电感L2的另一端连接负载，该端连接电压Vout采样点，同时连接电容C2的一端，所述可控功率开关管S4和可控功率开关管S5的连接线连接到电容C2和负载的另一端。


4.根据权利要求1所述的基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统，其特征在于：所述可控功率开关管S1、S2、S3、S4、S5依次并联有二极管D1、D2、D3、D4、D5。


5.根据权利要求2所述的基于混合控制的双模光伏逆变器电路系统，其特征在于：所述电压Vout经过分压绝对值处理后得到绝对值电压|Vout|，所述绝对值电压|Vout|经过PID补偿，连接到运算放大器1的输出端，得到电压Vc，运算放大器1的输入正极端连接正弦参考波，电压Vc和正弦参考波一起得到电压Ve，理论电压Vf经过单周期控制得到连接到运算放大器4的负极端，电压Ve连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纲，尹力，万文轩，张钟毓，陈洪胜，肖思昌，陈锦立，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司武汉供电公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42