一种反激型微型逆变器的无功控制方法技术

本申请公开了一种反激型微型逆变器的无功控制方法，包括无功控制阶段和电流复位阶段；其中，无功控制阶段：将开关管S

【技术实现步骤摘要】
一种反激型微型逆变器的无功控制方法


[0001]本申请涉及新能源发电
，尤其是涉及一种反激型微型逆变器的无功控制方法。

技术介绍

[0002]微型逆变器，一般指的是光伏发电系统中的功率小于等于1千瓦、具组件级MPPT的逆变器，全称是微型光伏并网逆变器。“微型”是相对于传统的集中式逆变器而言的。传统的光伏逆变方式是将所有的光伏电池在阳光照射下生成的直流电全部串并联在一起，再通过一个逆变器将直流电逆变成交流电接入电网；微型逆变器则对每块组件进行逆变。其优点是可以对每块组件进行独立的MPPT控制，能够大幅提高整体效率，同时也可以避免集中式逆变器具有的直流高压、弱光效应差、木桶效应等。
[0003]现在普通采用的微型逆变器电路如图1所示，由前级的反激电路110和后级的工频换向电路120组成。该电路拓扑的优势在于，成本低，效率较高。但在使用过程中最大的问题是，前级的反激为单向电路，所以系统发无功非常困难，常规的控制只能发送有功，无法发送无功。因此，现在急需对现有的微型逆变器的控制方法进行改进。

技术实现思路

[0004]本申请的其中一个目的在于提供一种能够解决上述
技术介绍
中至少一个缺陷的微型逆变器的无功控制方法。
[0005]为达到上述的目的，本申请采用的技术方案为：一种反激型微型逆变器的无功控制方法，应用于微型逆变器电路，包括无功控制阶段和电流复位阶段；其中，无功控制阶段：将开关管S
w
、S1和S3均关断设置，通过控制开关管S2和S4的电平状态，使得电网的电压v
>g
和电流i
g
相互反向；电流复位阶段：先将所有的开关管进行关断设置，使得电网的电流i
g
迅速下降至零点附近；然后根据电压v
g
的方向对开关管S2或S4打脉冲，使得电感L
g
的能量逐渐消耗为零。
[0006]优选的，在无功控制阶段，当电网的电压v
g
由负到正过零，且在过零点时，将开关管S2导通设置，将开关管S4关断设置，以使得电网的电流i
g
进行负向增长；当电网的电压v
g
由正到负过零，且在过零点时，将开关管S2关断设置，将开关管S4导通设置，以使得电网的电流i
g
进行正向增长。
[0007]优选的，无功控制阶段的作用时间为ΔT，ΔT的取值由无功功率Q
*
的值来决定；具体的表达式如下：；式中，t表示时间。
[0008]优选的，无功控制阶段包括依次进行的升流过程和稳流过程；其中，升流过程：根据电网的电压v
g
的方向，控制开关管S2和S4的电平状态，以使得电网的电流i
g
于电压v
g
的反方向进行增长，直至电流i
g
达到设定的最大门槛I
g_max
；稳流过程：将升流过程中进行导通设置的开关管进行导通和关断的交替控制，此过程中，电流i
g
≤I
g_max
。
[0009]优选的，稳流过程包括如下步骤：S110：对电网的电压v
g
和电流i
g
进行检测；S120：若＜，根据电网的电压v
g
的方向对开关管S2和S4进行电平调整，使得电流i
g
进行远零上升；S130：若≥，根据电网的电压v
g
的方向对开关管S2和S4进行电平调整并锁存T
s
时间，使得电流i
g
进行靠零下降。
[0010]S140：在锁存时间T
s
到达后重复步骤S120和S130，直至稳流过程结束。
[0011]优选的，稳流过程包括如下步骤：S210：对电网的电压v
g
和电流i
g
进行检测，同时在电流i
g
的最大门槛I
g_max
附近设置上限门槛I
g_max+
和下限门槛I
g_max—
；S220：当电流i
g
到达设置的上限门槛I
g_max+
时，根据电网的电压v
g
的方向对开关管S2和S4进行电平调整，使得电流i
g
进行靠零下降；S230：当电流i
g
降到下限门槛I
g_max—
时，根据电网的电压v
g
的方向对开关管S2和S4进行电平调整，使得电流i
g
进行远零上升；S240：重复上述的步骤S220和S230，直至稳流过程结束。
[0012]优选的，上限门槛I
g_max+
和下限门槛I
g_max—
的取值与无功功率Q
*
以及系统效率有关；将无功功率Q
*
以及系统效率作为前置条件通过函数f或者查表的方式，得到上限门槛I
g_max+
和下限门槛I
g_max—
的具体取值范围。
[0013]优选的，电流复位阶段包括电流速降过程和电流缓降过程；其中，电流速降过程：将开关管S2和S4均关断设置，使得电感L
g
和电容C
g
发生谐振，进而使电流i
g
迅速下降至零附近；电流缓降过程：若电压v
g
的方向为正，则对开关管S2进行多个周期的打窄脉冲；若电压v
g
的方向为负，则对开关管S4进行多个周期的打窄脉冲；使得电流i
g
控制在零点附近并对电感中L
g
的能量进行持续释放至零。
[0014]优选的，窄脉冲的宽度为恒定的占空比d；占空比d的取值为3%~10%。
[0015]优选的，窄脉冲的宽度为随周期增加逐渐减小的占空比d；占空比d的初始值3%~10%，随着周期增加，占空比d逐渐降为0。
[0016]与现有技术相比，本申请的有益效果在于：基于软件控制可以使传统微型逆变器电路增加无功功率控制功能。并且在无功控制过程中，可以抑制最大无功电流，保证器件安全，同时防止模式切换过程中的电流冲击。
附图说明
[0017]图1为现有的一种微型逆变器电路的结构示意图。
[0018]图2为现有的微型逆变器的工作流程示意图。
[0019]图3为本专利技术进行无功控制的整体流程示意图。
[0020]图4为本专利技术进行无功控制时的电网电流和电压以及各开关管的电平状态随时间的变化示意图。
[0021]图5为本专利技术进行无功控制阶段的其中一个实施例的电平状态放大示意图。
[0022]图6为本专利技术进行无功控制阶段的等效电路的结构示意图一。
[0023]图7为本专利技术进行无功控制阶段的等效电路的结构示意图二。
[0024]图8为本专利技术进行稳流过程的工作流程示意图。
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反激型微型逆变器的无功控制方法，应用于微型逆变器电路，其特征在于：包括无功控制阶段和电流复位阶段；其中无功控制阶段：将开关管S
w
、S1和S3均关断设置，通过控制开关管S2和S4的电平状态，使得电网的电压v
g
和电流i
g
相互反向；电流复位阶段：先将所有的开关管进行关断设置，使得电网的电流i
g
迅速下降至零点附近；然后根据电压v
g
的方向对开关管S2或S4打脉冲，使得电感L
g
的能量逐渐消耗为零。2.如权利要求1所述的反激型微型逆变器的无功控制方法，其特征在于：在无功控制阶段；当电网的电压v
g
由负到正过零，且在过零点时，将开关管S2设置为导通，将开关管S4设置为关断，以使得电网的电流i
g
进行负向增长；当电网的电压v
g
由正到负过零，且在过零点时，将开关管S2关断设置，将开关管S4导通设置，以使得电网的电流i
g
进行正向增长。3.如权利要求1所述的反激型微型逆变器的无功控制方法，其特征在于：无功控制阶段的作用时间为ΔT，ΔT的取值由无功功率Q
*
的值来决定；具体的表达式如下：；式中，t表示时间。4.如权利要求1所述的反激型微型逆变器的无功控制方法，其特征在于：无功控制阶段包括依次进行的升流过程和稳流过程；其中升流过程：根据电网的电压v
g
的方向，控制开关管S2和S4的电平状态，以使得电网的电流i
g
于电压v
g
的反方向进行增长，直至电流i
g
达到设定的最大门槛I
g_max
；稳流过程：将升流过程中进行导通设置的开关管进行导通和关断的交替控制，此过程中，电流i
g
≤I
g_max
。5.如权利要求4所述的反激型微型逆变器的无功控制方法，其特征在于，稳流过程包括如下步骤：S110：对电网的电压v
g
和电流i
g
进行检测；S120：若，根据电网的电压v
g
的方向对开关管S2和S4进行电平调整，使得电流i
g
进行远零上升；S130：若，根据电网的电压v
g
的方向对开关管S2和S4进行电平调整并锁存T
s
时间，使得电流i
g
进行靠零下降；S140：在锁存时间T
s
到达后重复步骤S120和S130，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文平，王一鸣，许颇，王森峰，陈泓涛，
申请(专利权)人：锦浪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：