并网逆变器的变频控制方法与并网逆变系统技术方案

本申请涉及一种并网逆变器的变频控制方法与并网逆变系统，根据具体法规的谐波测试要求对逆变器单元的输出电流进行数值范围的划分，在逆变器输出电流较大时，PWM开关频率采用低频率工作；而在逆变器输出电流较小时，PWM开关频率采用高频率工作，使得输出电流纹波峰峰值占输出电流有效值比值减小，使输出电流谐波量较小，可以明显减小在小输出电流情况下对逆变器输出电感的感值要求，由此可减小电感体积，降低产品成本，有利于产品的小型化设计。有利于产品的小型化设计。有利于产品的小型化设计。

【技术实现步骤摘要】
并网逆变器的变频控制方法与并网逆变系统


[0001]本申请涉及智能电网
，特别是涉及一种并网逆变器的变频控制方法与并网逆变系统。

技术介绍

[0002]当前并网逆变器设计中，采用脉冲宽度调制技术（PWM技术）进行逆变控制，通过变更脉宽占空比来对逆变电流进行控制。当逆变器输出功率较大时，输出电流纹波峰峰值占输出电流有效值比值较小，因此此时的电流总谐波量较小。而当逆变器输出功率较小时，输出电流纹波峰峰值占输出电流有效值比值较大，因此此时的电流谐波量会比较大，难以通过并网标准要求的电流谐波要求。
[0003]传统方案的并网逆变器的变频控制方法的PWM的开关频率是固定频率，为了使得谐波最小化，普遍解决方案是当逆变器输出功率较小时，加大逆变电感的电感量。然而，基于木桶原理，使得逆变器在设计时，逆变电感的电感量上限必须足够大，这样才能满足在小输出功率时的电感要求。然而，这种方式会带来逆变电感体积的增加和成本的剧烈上升，不利于小型化设计。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对传统并网逆变器的控制方法中逆变电感体积较大带来的成本较高的问题，提供一种并网逆变器的变频控制方法与并网逆变系统。
[0005]本申请提供一种并网逆变器的变频控制方法，包括：依据谐波测试要求，对逆变器单元的输出电流进行数值范围的划分，生成多个电流数值范围，将每一个电流数值范围与一个预设开关频率进行匹配，生成电流
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开关频率表；在所述电流
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开关频率表中，输出电流越小，输出电流对应的预设开关频率越大；向逆变器单元发动启动指令，读取电流
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开关频率表，以最小电流数值范围对应的预设开关频率控制逆变器单元工作；在每一个光伏功率追踪周期内，对逆变器单元进行追踪，获取在当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率；依据所述在当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，预测下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，作为预测输入功率，并依据所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输入功率计算下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流；依据所述电流
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开关频率表，以及所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流确定预测开关频率，在下一个光伏功率追踪周期内以所述预测开关频率控制逆变器单元工作。
[0006]本申请还提供了一种具有变频控制功能的并网逆变系统，包括：光伏组件；
BOOST电路，所述BOOST电路的输入端与光伏组件连接；逆变器单元，与所述BOOST电路的输出端连接，所述逆变器单元包括相互并联的电容支路、第一开关管支路和第二开关管支路；所述电容支路包括直流母线电容，所述第一开关管支路包括两个互相串联的第一开关管和第二开关管，所述第二开关管支路包括两个互相串联的第三开关管和第四开关管；逆变器单元还包括：第一逆变电感，一端与第一开关管支路连接，另一端与电网侧连接；第二逆变电感，一端与第二开关管支路连接，另一端与电网侧连接；控制单元，与逆变器单元通过PWM驱动电路连接；用于执行前述内容提及的并网逆变器的变频控制方法；电网侧，与第一逆变电感和第二逆变电感分别连接。
[0007]本申请涉及一种并网逆变器的变频控制方法与并网逆变系统，根据具体法规的谐波测试要求对逆变器单元的输出电流进行数值范围的划分，在逆变器输出电流较大时，PWM开关频率采用低频率工作；而在逆变器输出电流较小时，PWM开关频率采用高频率工作，使得输出电流纹波峰峰值占输出电流有效值比值减小，使输出电流谐波量较小，可以明显减小在小输出电流情况下对逆变器输出电感的感值要求，由此可减小电感体积，降低产品成本，有利于产品的小型化设计。
附图说明
[0008]图1为本申请一实施例提供的并网逆变器的变频控制方法的流程示意图。
[0009]图2为本申请一实施例提供的具有变频控制功能的并网逆变系统的结构示意图。
[0010]图3为光伏组件的光伏电压和光伏功率的关系曲线图。
[0011]图4为本申请提供的并网逆变器的变频控制方法与传统并网逆变器的控制方法的对比图。
[0012]图5为本申请提供的并网逆变器的变频控制方法中，不带有过渡区的输出电流范围分布图。
[0013]图6为本申请提供的并网逆变器的变频控制方法中，带有过渡区的输出电流范围分布粗略图。
[0014]图7为本申请提供的并网逆变器的变频控制方法中，带有过渡区的输出电流范围分布详图。
[0015]附图标记：10
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光伏组件；20
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BOOST电路；30
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逆变器单元；310
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电容支路；311
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直流母线电容；320
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第一开关管支路；321
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第一开关管；322
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第二开关管；330
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第二开关管支路；331
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第三开关管；332
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第四开关管；340
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第一逆变电感；350
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第二逆变电感；40
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控制单元；50
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PWM驱动电路；60
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电网侧。
具体实施方式
[0016]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0017]本申请提供一种并网逆变器的变频控制方法。需要说明的是，本申请提供的并网逆变器的变频控制方法的应用于并网逆变系统中，具体应用于对并网逆变系统中的并网逆变器的控制。并网逆变器是把光伏组件产生的直流电转变成交流电输送至电网侧的装置。并网逆变器在本申请中体现为逆变器单元。
[0018]此外，本申请提供的并网逆变器的变频控制方法不限制其执行主体。可选地，本申请提供的并网逆变器的变频控制方法的执行主体的可以为一种具有变频控制功能的并网逆变系统中的控制单元。所述具有变频控制功能的并网逆变系统包括光伏组件、BOOST电路、逆变器单元、控制单元、PWM驱动电路和电网侧。
[0019]具体地，本申请提供的并网逆变器的变频控制方法的执行主体的可以为所述控制单元中的一个或多个处理器。
[0020]如图1所示，在本申请的一实施例中，所述并网逆变器的变频控制方法包括如下步骤S100至步骤S500：S100，依据谐波测试要求，对逆变器单元的输出电流进行数值范围的划分，生成多个电流数值范围。进一步地，将每一个电流数值范围与一个预设开关频率进行匹配，生成电流
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开关频率表。在所述电流
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开关频率表中，输出电流越小，输出电流对应的预设开关频率越大。
[0021]具体地，例如，可以设置3个电流数值范围，电流范围1为大于等于0，且小于等于25%逆变器单元的额定输出电流（后文简称为“额本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并网逆变器的变频控制方法，其特征在于，所述方法包括：依据谐波测试要求，对逆变器单元的输出电流进行数值范围的划分，生成多个电流数值范围，将每一个电流数值范围与一个预设开关频率进行匹配，生成电流
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开关频率表；在所述电流
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开关频率表中，输出电流越小，输出电流对应的预设开关频率越大；向逆变器单元发动启动指令，读取电流
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开关频率表，以最小电流数值范围对应的预设开关频率控制逆变器单元工作；在每一个光伏功率追踪周期内，对逆变器单元进行追踪，获取在当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率；依据所述在当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，预测下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，作为预测输入功率，并依据所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输入功率计算下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流；依据所述电流
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开关频率表，以及所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流确定预测开关频率，在下一个光伏功率追踪周期内以所述预测开关频率控制逆变器单元工作。2.根据权利要求1所述的并网逆变器的变频控制方法，其特征在于，所述在每一个光伏功率追踪周期内，对逆变器单元进行追踪，获取在当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，包括：在当前光伏功率追踪周期内，每隔预设时间段采集一次逆变器单元的输入功率；在当前光伏功率追踪周期结束时，依据采集到的所述多个输入功率计算平均输入功率；将所述平均输入功率作为所述当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率；存储所述当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率。3.根据权利要求2所述的并网逆变器的变频控制方法，其特征在于，所述依据所述在当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，预测下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，包括：获取上一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率；获取所述当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率；判断所述当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，是否大于或等于所述上一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率；若所述当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率大于或等于所述上一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，则依据公式1计算下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输入功率；
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公式1；其中，P
NC
为所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输入功率，P为所述当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，ΔP为输入功率差值， P
L
为所述上一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率。
4.根据权利要求3所述的并网逆变器的变频控制方法，其特征在于，所述依据在当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，预测下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，还包括：若当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率小于上一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率，则将上一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的输入功率作为下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输入功率。5.根据权利要求4所述的并网逆变器的变频控制方法，其特征在于，所述依据所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输入功率计算下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流，包括：获取逆变器单元的转化效率，以及电网侧电压；依据公式2计算所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流；
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公式2；其中，I
NC
为所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流，P
NC
为所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输入功率，λ为逆变器单元的转化效率，Ug为电网侧电压。6.根据权利要求5所述的并网逆变器的变频控制方法，其特征在于，所述依据所述电流
‑
开关频率表，以及所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流确定预测开关频率，包括：读取所述电流
‑
开关频率表，获取所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流对应的预设开关频率；将所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流对应的预设开关频率作为所述预测开关频率。7.根据权利要求5所述的并网逆变器的变频控制方法，其特征在于，每一个电流数值范围具有一个头部区域和一个尾部区域，所述头部区域和尾部区域所覆盖的范围均小于所述电流数值范围的二分之一，所述对逆变器单元的输出电流进行数值范围的划分，生成多个电流数值范围，还包括：在相邻两个电流数值范围之间设置过渡区，所述过渡区包括前一个电流数值范围的尾部区域和后一个电流数值范围的头部区域。8.根据权利要求7所述的并网逆变器的变频控制方法，其特征在于，依据所述电流
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开关频率表，以及所述下一个光伏功率追踪周期内逆变器单元的预测输出电流确定预测开关频率，包括：依据公式3计算当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输出电流，判断所述当前光伏功率追踪周期内逆变器单元的输出电流处于过渡区内还是非过渡区内；
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公式3；其中，I为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：施鑫淼，郭华为，刘超厚，李新富，祝东敏，
申请(专利权)人：浙江艾罗网络能源技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：