基于电容并联的逆变器调制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于电容并联的逆变器调制方法及系统，该方法包括：将多个电容

【技术实现步骤摘要】
基于电容并联的逆变器调制方法及系统


[0001]本专利技术涉及逆变器调制
，尤其是涉及一种基于电容并联的逆变器调制方法及系统。

技术介绍

[0002]逆变器是把直流电能转变成交流电的变压器，其在电网应用过程中能够产生交流电压，为电网提供交流电压支撑。现有的逆变器拓扑结构能够实现直流信号向正弦信号的转换，其拓扑结构如图1所示。
[0003]该拓扑结构基于多个电容串联，因而在需要投入两个或者两个以上的电容时，需要开关同时断开，对同步的要求比较高。且其正常运行时，由于某个桥臂上存在多个电容与开关并联的子模块，当子模块的开关闭合时，电路内部会存在环流，环流的存在会导致逆变器故障，当环流过大时还可能烧毁逆变器，减少逆变器的使用寿命，大大提高了系统的成本，同时也存在安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种基于电容并联的逆变器调制方法及系统，以解决上述技术问题，将多个电容
‑
开关串联支路并联形成的电容并联拓扑结构作逆变器的子模块，有效避免了开关闭合情况下电路内部环流问题，提高逆变器使用寿命，克服现有技术存在的安全隐患。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于电容并联的逆变器调制方法，包括以下步骤：
[0006]将多个电容
‑
开关串联支路并联，构建电容并联拓扑结构；
[0007]将电容并联拓扑结构作为逆变器的子模块，构建逆变器三相电路拓扑；
[0008]根据需调制的电压确定逆变器三相电路拓扑中各相电路需要输出的正弦电压；
[0009]根据各相电路需要输出的正弦电压，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作，直至所有电容充电完成；
[0010]根据各相电路需要输出的正弦电压对各相的电容并联拓扑结构进行投切操作，以产生符合各相电路需要的正弦电压，得到需调制的电压，完成对逆变器的调制。
[0011]上述方案中，将多个电容
‑
开关串联支路并联形成的电容并联拓扑结构作逆变器的子模块，可以避免串联拓扑结构可能产生内部环流情况，在实现对与逆变器调制的同时，有效提高了逆变器使用寿命，克服现有技术存在的安全隐患。
[0012]进一步地，所述根据各相电路需要输出的正弦电压，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作，直至所有电容充电完成，具体为：
[0013]将各相电路需要输出的正弦电压的一个周期等分为若干个时间间隔，计算每个时间间隔需要的直流电压值；
[0014]根据直流电压值确定各相电路中的电容充电数值；
[0015]根据电容充电数值，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作，直至所有电容充电完成。
[0016]上述方案利用了交直流信号转化的过程，正弦电压可以拆分为若干个直流电压积分的形式，从而确定若干个直流电压值。通过交流电对电容进行充电的过程，也仅需要在特定的时间间隔内投入对应的开关，使某个电容处于充电状态；待该电容充电完成，断开与其串联的开关即可。其充电过程操作简单，易于实现。
[0017]进一步地，在所述根据电容充电数值，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作中，某一电容充电操作完成后，需等待一定时间后再进行下一电容的充电操作。
[0018]上述方案中，在某一电容充电操作完成后，等待一定时间的目的在与保证下一个电容的充电过程可以完全隔绝第一个充电过程的影响，类似与一个校准的过程，保证了充电的精确度，另每个电容的充电值与计算得到的直流电压值严格相等。
[0019]进一步地，所述根据各相电路需要输出的正弦电压对各相的电容并联拓扑结构进行投切操作，以产生符合各相电路需要的正弦电压，得到需调制的电压，完成对逆变器的调制，具体为：
[0020]按照一定时间间隔对各相电路需要输出的正弦电压进行采样，得到各相电路每个时间间隔内对应的电压值；
[0021]根据各相电路每个时间间隔内对应的电压值确定各项电路每个时间间隔内需要投入的电容；
[0022]根据各项电路每个时间间隔内需要投入的电容对各相的电容并联拓扑结构进行投切操作，以产生符合各相电路需要的正弦电压，得到需调制的电压，完成对逆变器的调制。
[0023]上述方案在投切过程中，由于每一次投切仅需要确定需要投入的一个电容，即只需要操作一个开关，无需同时操作多个开关，降低了电路的同步性操作要求，保证调制结果更为准确。同时，在调制过程中的任意时刻，某一相仅需要一个子模块进行操作，即仅需要对一个电容并联拓扑结构进行操作便能实现，其实现过程更加便捷，可以有效提高调制的效率。
[0024]进一步地，所述根据各相电路每个时间间隔内对应的电压值确定各相电路每个时间间隔内需要投入的电容，具体为：
[0025]根据某相电路某个时间间隔内的电压值，确定该相电路内与该电压值最具有最接近直流电压值的电容，将该电容作为该相电路该时间间隔内需要投入的电容；
[0026]重复执行上述过程，直至确定各相电路每个时间间隔内需要投入的电容。
[0027]上述方案中，在投入电容前，将所需的电压值与电容的直流电压值进行比对，选取具备最接近的直流电压值的电容作为该相电路该时间间隔内需要投入的电容，保证投切过程中所得到的正弦电压更符合调制的需求，进一步提高调制的精确度。
[0028]本专利技术还提出一种基于电容并联的逆变器调制系统，包括并联拓扑模块、逆变器三相电路拓扑模块、处理模块、充电模块和调制模块；其中：
[0029]所述并联拓扑模块用于将多个电容
‑
开关串联支路并联，构建电容并联拓扑结构；
[0030]所述逆变器三相电路拓扑模块用于将电容并联拓扑结构作为逆变器的子模块，构
建逆变器三相电路拓扑；
[0031]所述处理模块用于需调制的电压确定逆变器三相电路拓扑中各相电路需要输出的正弦电压；
[0032]所述充电模块用于根据各相电路需要输出的正弦电压，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作，直至所有电容充电完成；
[0033]所述调制模块用于根据各相电路需要输出的正弦电压对各相的电容并联拓扑结构进行投切操作，以产生符合各相电路需要的正弦电压，得到需调制的电压，完成对逆变器的调制。
[0034]上述系统将多个电容
‑
开关串联支路并联形成的电容并联拓扑结构作逆变器的子模块，有效避免串联拓扑结构可能产生内部环流情况，在实现对与逆变器调制的同时，有效提高了逆变器使用寿命，克服现有技术存在的安全隐患。
[0035]进一步地，所述充电模块用于根据各相电路需要输出的正弦电压，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作，直至所有电容充电完成，具体为：
[0036]将各相电路需要输出的正弦电压的一个周期等分为若干个时间间隔，计算每个时间间隔需要的直流电压值；
[0037]根据直流电压值确定各相电路中的电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电容并联的逆变器调制方法，其特征在于，包括以下步骤：将多个电容
‑
开关串联支路并联，构建电容并联拓扑结构；将电容并联拓扑结构作为逆变器的子模块，构建逆变器三相电路拓扑；根据需调制的电压确定逆变器三相电路拓扑中各相电路需要输出的正弦电压；根据各相电路需要输出的正弦电压，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作，直至所有电容充电完成；根据各相电路需要输出的正弦电压对各相的电容并联拓扑结构进行投切操作，以产生符合各相电路需要的正弦电压，得到需调制的电压，完成对逆变器的调制。2.根据权利要求1所述的基于电容并联的逆变器调制方法，其特征在于，所述根据各相电路需要输出的正弦电压，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作，直至所有电容充电完成，具体为：将各相电路需要输出的正弦电压的一个周期等分为若干个时间间隔，计算每个时间间隔需要的直流电压值；根据直流电压值确定各相电路中的电容充电数值；根据电容充电数值，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作，直至所有电容充电完成。3.根据权利要求2所述的基于电容并联的逆变器调制方法，其特征在于，在所述根据电容充电数值，通过交流电对逆变器三相电路拓扑中的电容依次进行充电操作中，某一电容充电操作完成后，需等待一定时间后再进行下一电容的充电操作。4.根据权利要求1所述的基于电容并联的逆变器调制方法，其特征在于，所述根据各相电路需要输出的正弦电压对各相的电容并联拓扑结构进行投切操作，以产生符合各相电路需要的正弦电压，得到需调制的电压，完成对逆变器的调制，具体为：按照一定时间间隔对各相电路需要输出的正弦电压进行采样，得到各相电路每个时间间隔内对应的电压值；根据各相电路每个时间间隔内对应的电压值确定各项电路每个时间间隔内需要投入的电容；根据各项电路每个时间间隔内需要投入的电容对各相的电容并联拓扑结构进行投切操作，以产生符合各相电路需要的正弦电压，得到需调制的电压，完成对逆变器的调制。5.根据权利要求4所述的基于电容并联的逆变器调制方法，其特征在于，所述根据各相电路每个时间间隔内对应的电压值确定各相电路每个时间间隔内需要投入的电容，具体为：根据某相电路某个时间间隔内的电压值，确定该相电路内与该电压值最具有最接近直流电压值的电容，将该电容作为该相电路该时间间隔内需要投入的电容；重复执行上述过程，直至确定各相电路每个时间间隔内需要投入的电容。6.基于电容并联的逆变器调制系统，其特征在于，包括并联拓扑模块、逆变器三相电路拓扑模块、处理模块、充电模块和调制模块；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊，刘军，黄振琳，安然然，梁晓兵，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：