单相逆变器系统及单相逆变器控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单相逆变器系统及单相逆变器控制方法，涉及电源领域，基于直流调制量或基波调制分量相应的增加对应幅值的基波三倍频分量，从而可以抵消直流调制量对一侧调制度的影响，其中增加的基波三倍频分量为A相桥臂和B相桥臂调制波的共模分量，因此不会有三倍频分量流入交流端，此基波三倍频分量电流只会流入母线中点，从而在不影响电网或交流负载电流特性的前提下使得系统效率最优，从而解决了相关技术中逆变器无法兼容系统效率和可靠性的技术问题。靠性的技术问题。靠性的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
单相逆变器系统及单相逆变器控制方法


[0001]本专利技术涉及电源领域，具体而言，涉及一种单相逆变器系统及单相逆变器控制方法。

技术介绍

[0002]随着光储技术进步带来的成本极大降低，全球各地越来越多的家庭用户安装光储系统。
[0003]在光储系统众多方案中，图1所示的为现有技术中一种可选的光储一体的逆变器，其是目前成本最低的方案。如图1所示，典型的混合式光储逆变器100的两个直流输入端口分别连接光伏电池210和家用储能电池220，一个交流输出端口（并网端口）连接电网300，另一交流输出端口（离网端口）连接重要负载410。连接电网300的并网端口也会和连接在电网上的其它普通负载420相连接。当电网掉电时，混合式光储逆变器100给离网端口重要负载410供电，不再为并网端口普通负载420供电。
[0004]图1以混合式光储逆变器为例，其它逆变器亦如此，只是输入端连接的电源类型不同，如为光伏电池210或家用储能电池220。在光储系统中，光伏电池和逆变器决定了光储系统性能，是系统中的核心设备。
[0005]现有技术中，为防止过调制的方式导致系统效率低，如不升高母线电压，则导致系统可靠性差，也即无法兼容系统效率和可靠性。因此如何使逆变器效率最优及可靠性高，成为业界研究的重要方向。
[0006]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例提供了一种单相逆变器系统及单相逆变器控制方法，以至少解决相关技术中逆变器无法兼容系统效率和可靠性的技术问题。
[0008]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种单相逆变器系统，包括：单相逆变器，包括依次连接的母线电容单元和逆变开关单元，所述母线电容单元包括串联连接的上母线电容和下母线电容，所述上母线电容与所述下母线电容的共节点形成母线中点，所述逆变开关单元包括多个开关管，直流侧连接所述母线电容单元的两端，交流侧包括用于输出第一相交流电的第一相输出端、用于输出第二相交流电的第二相输出端和中线，所述中线连接所述母线中点；判断模块，在接收基波调制分量、A相直流调制量和B相直流调制量之后，选取所述A相直流调制量和所述B相直流调制量中幅值较大的直流调制量，根据所述基波调制分量的调制度M与所述幅值较大的直流调制量的和输出执行第一操作程序、第二操作程序或第三操作程序的操作指令；调制指令产生模块，存储所述第一操作程序、所述第二操作程序和所述第三操作程序，并根据所述操作指令执行其中之一，接收所述基波调制分量，其中，所述第一操作程序包括：记录当前的基波调制分量的初始调制度M1；输出基波三倍频分量添加标记值n2为1，并记录所述当前的调制后的基波调制分量的调制度M2，判断调制后的
调制度M2是否小于初始调制度M1，若是，保持n2为1，若否，输出n2为0，输出母线电压控制模块启动标记值n1为1；所述第二操作程序包括：记录当前的基波调制分量的初始调制度M1和当前的第一母线电压，然后输出n1为1；输出n2为1，并且n1仍然为1，记录当前的调制后的调制度M3，判断所述调制后的调制度M3是否小于所述初始调制度M1，若是，执行：保持n2为1，并输出n1为11，若否执行：输出n2为0，并且n1仍然为1；所述第三操作程序包括：输出n2为0，并且n1为0；乘法器，接收所述基波三倍频分量添加标记值n2和基波三倍频分量，将两者做乘法运算，输出基波三倍频添加量。
[0009]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种单相逆变器控制方法，逆变器中线连接母线中点，包括：接收基波调制分量的调制度M、A相直流调制量和B相直流调制量，选取所述A相直流调制量和所述B相直流调制量中幅值较大的直流调制量；根据调制度M与所述幅值较大的直流调制量的和判断是否存在过调制的风险，若是，执行第一操作或第二操作；若否，执行第三操作， 其中，第一操作包括：S11:将基波调制分量和所述A相直流调制量迭加得到A相第一总调制指令，将负向基波调制分量和所述B相直流调制量迭加得到B相第一总调制指令；S12:记录当前的基波调制分量的初始调制度M1；S13:将所述基波调制分量、所述A相直流调制量和基波三倍频分量迭加得到A相第二总调制指令，将所述负向基波调制分量、所述B相直流调制量和所述基波三倍频分量迭加得到B相第二总调制指令；S14:记录当前的调制后的调制度M2；S15:判断调制后的调制度M2是否小于初始调制度M1，若是，继续执行步骤S13，若否执行步骤S11，并启动母线电压控制模块以升高母线电压；第二操作包括：S21:将所述基波调制分量和所述A相直流调制量迭加得到A相第一总调制指令，将所述负向基波调制分量和所述B相直流调制量迭加得到B相第一总调制指令；S22:记录当前的基波调制分量的初始调制度M1和当前的第一母线电压；S23:启动所述母线电压控制模块以升高母线电压；S24:将所述基波调制分量、所述A相直流调制量和所述基波三倍频分量迭加得到A相第二总调制指令，将所述负向基波调制分量、所述B相直流调制量和所述基波三倍频分量迭加得到B相第二总调制指令；S25:继续启动所述母线电压控制模块以升高母线电压，并记录当前的调制后的调制度M3；S26:判断调制后的调制度M3是否小于初始调制度M1，若是，执行步骤S24，并启动所述母线电压控制模块以将母线电压降低为第一母线电压，若否，执行步骤S21，并继续启动所述母线电压控制模块以升高母线电压；第三操作包括：将所述基波调制分量和所述A相直流调制量迭加得到A相第一总调制指令，将所述负向基波调制分量和所述B相直流调制量迭加得到B相第一总调制指令。
[0010]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项所述的单相逆变器控制方法。
[0011]在本申请中，基于直流调制量或基波调制分量相应的增加对应幅值的基波三倍频分量，从而可以抵消直流调制量对一侧调制度的影响。其中增加的基波三倍频分量为A相桥臂和B相桥臂调制波的共模分量，因此不会有三倍频分量流入交流端，此基波三倍频分量电流只会流入母线中点，在不影响电网或交流负载电流特性的前提下使得系统效率最优，进而解决了[关键词]的技术问题。
[0012]本申请中，根据在基波调制分量和负向基波调制分量上迭加A相直流调制量和B相直流调制量中幅值较大的直流调制量后的调制度，进行先加入基波三倍频分量，然后判断
是否将当前调制度降到合适范围，如果是，则继续加入基波三倍频分量即可，无需通过抬高母线电压避免过调制，如果否，则只能通过抬高母线电压避免过调制，如此可使效率最优化；或者进行先抬高母线电压以快速避免过调制，提高系统可靠性，然后加入基波三倍频分量，然后判断加入基波三倍频分量后调制度是否下降，如果是，则继续保持加入基波三倍频分量，并将母线电压降低，也即通过加入基波三倍频分量避免过调制，如果否，则去除基波三倍频分量，只能通过抬高母线电压避免过调制，如此可在保证系统可靠性的前提下，使系统效率最优化；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相逆变器系统，其特征在于，包括：单相逆变器，包括依次连接的母线电容单元和逆变开关单元，所述母线电容单元包括串联连接的上母线电容和下母线电容，所述上母线电容与所述下母线电容的共节点形成母线中点，所述逆变开关单元包括多个开关管，直流侧连接所述母线电容单元的两端，交流侧包括用于输出第一相交流电的第一相输出端、用于输出第二相交流电的第二相输出端和中线，所述中线连接所述母线中点；判断模块，在接收基波调制分量、A相直流调制量和B相直流调制量之后，选取所述A相直流调制量和所述B相直流调制量中幅值较大的直流调制量，根据所述基波调制分量的调制度M与所述幅值较大的直流调制量的和输出执行第一操作程序、第二操作程序或第三操作程序的操作指令；调制指令产生模块，存储所述第一操作程序、所述第二操作程序和所述第三操作程序，并根据所述操作指令执行其中之一，接收所述基波调制分量，其中，所述第一操作程序包括：记录当前的基波调制分量的初始调制度M1；输出基波三倍频分量添加标记值n2为1，并记录当前的调制后的基波调制分量的调制度M2，判断调制后的调制度M2是否小于初始调制度M1，若是，保持n2为1，若否，输出n2为0，输出母线电压控制模块启动标记值n1为1；所述第二操作程序包括：记录所述当前的基波调制分量的初始调制度M1和当前的第一母线电压，然后输出n1为1；输出n2为1，并且n1仍然为1，记录当前的调制后的调制度M3，判断所述调制后的调制度M3是否小于所述初始调制度M1，若是，执行：保持n2为1，并输出n1为11，若否执行：输出n2为0，并且n1仍然为1；所述第三操作程序包括：输出n2为0，并且n1为0；乘法器，接收所述基波三倍频分量添加标记值n2和基波三倍频分量，将两者做乘法运算，输出基波三倍频添加量。2.根据权利要求1所述的单相逆变器系统，其特征在于，所述A相直流调制量和所述B相直流调制量为抑制交流侧电流直流分量和/或抑制上下母线电容平均电压差异，需往所述基波调制分量上迭加的调制量。3.根据权利要求1所述的单相逆变器系统，其特征在于，还包括：母线电压控制模块，接收母线电压控制模块的启动标记值n1，其中当所述启动标记值n1为1时启动所述母线电压控制模块以升高母线电压，当所述启动标记值n1为0时控制所述母线电压控制模块不工作，当所述启动标记值n1为11时启动所述母线电压控制模块将母线电压降低为第一母线电压。4.根据权利要求1所述的单相逆变器系统，其特征在于，还包括：第一加法运算单元，接收所述基波调制分量、所述A相直流调制量和所述基波三倍频添加量，将三者做加和运算，输出A相总调制指令；A相PWM信号产生电路根据所述A相总调制指令输出所述逆变开关单元的A相开关管的开关控制信号；第二加法运算单元，接收负向基波调制分量、所述B相直流调制量和所述基波三倍频添加量，将三者做加和运算，输出B相总调制指令；B相PWM信号产生电路根据所述B相总调制指令输出所述逆变开关单元的B相开关管的开关控制信号。5.根据权利要求1所述的单相逆变器系统，其特征在于，还包括：基波三倍频分量产生模块，接收所述A相直流调制量和所述B相直流调制量中幅值较大的直流调制量，根据以下公式得到基波三倍频分量：
，其中，指电网基波周期，n为自然数，t为时间，ω为电网基波角频率，θ为初始相位角，为基波三倍频分量。6.根据权利要求1所述的单相逆变器系统，其特征在于，还包括：基波三倍频分量产生模块，接收所述基波调制分量，根据以下公式得到基波三倍频分量：，其中，ω为电网基波角频率，t为时间；M为所述基波调制分量的归一化调制度；θ为初始相位角，指电网基波周期，n为自然数，sgn代表取符号，为所述A相直流调制量和所述B相直流调制量中幅值较大的直流调制量，为基波三倍频分量。7.根据权利要求1所述的单相逆变器系统，其特征在于，所述判断模块根据所述基波调制分量的调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王盼盼，
申请(专利权)人：麦田能源有限公司，
类型：发明
国别省市：