逆变器制造技术

本发明专利技术提供一种逆变器

【技术实现步骤摘要】
逆变器、逆变器的软切换控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种逆变器
、
逆变器的软切换控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]光伏发电与风力发电是新能源产业重要的组成部分，两类发电形式所产生的电能均为直流电，需经逆变器转换为交流电后才能并网输送至负荷端
。
逆变器的工作原理是：通过将不同桥臂上的开关在不同时序下交替通断来实现电能变换，而逆变器由多种电力电子器件组成，频繁的切换电子元器件会引起电能的损耗及相关电力电子器件的损坏
。
[0003]为解决电力电子器件频繁切换引起的损耗问题，软开关技术应运而生
。
软开关技术是通过设计辅助谐振电路，在不同时序期内调节开关两端电压和通过的电流，使得所要执行通断操作的主开关达到零电压或零电流通断，从而降低功率损耗并延长电力电子器件的使用寿命
。
[0004]目前软开关控制方法主要根据所设计的拓扑电路预先设计最佳控制策略，但由在逆变器的长期工作过程中，电力电子器件性能会发生偏移，预先设计的最佳控制策略会发生改变，而预先设定的控制策略是无法根据电力电子器的性能变化进行动态调整，从而导致逆变器产生功率损耗，甚至由于电力电子器件的损坏无法实现逆变功能
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种逆变器
、
逆变器的软切换控制方法及系统，用以解决现有技术中逆变器在长期高频通断动作后性能出现偏移，预先设定的软切换控制策略无法动态调整的缺陷
。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种逆变器，包括：
[0007]辅助谐振电路
、
逆变器桥臂电路和智能控制系统，其中：
[0008]所述辅助谐振电路包括升压子电路和谐振子电路；所述升压子电路包括钳位电容和蓄能电感；所述谐振子电路包括第一辅助开关
、
第二辅助开关
、
第一续流二极管
、
第二续流二极管
、
第三续流二极管
、
谐振电感
、
谐振电容和变压器；
[0009]通过所述智能控制系统，调整所述辅助谐振电路中所述第一辅助开关和所述第二辅助开关的通断，进而控制所述逆变器桥臂电路中各主开关的软切换，以实现将输入至所述辅助谐振电路的直流电源转换成交流电源
。
[0010]根据本专利技术提供的一种逆变器，还包括：逆变器输出电路；
[0011]所述逆变器输出电路包括串联的滤波电感和滤波电容；
[0012]所述逆变器桥臂电路输出的所述交流电源，通过所述逆变器输出电路滤波后输出
。
[0013]根据本专利技术提供的一种逆变器，所述蓄能电感的一端连接至所述直流电源的负极；所述直流电源的正极连接所述谐振电容的一端
、
所述第二辅助开关的一端
、
所述第二续
流二极管的负极
、
所述第二续流二极管的正极；
[0014]所述第二辅助开关的另一端
、
所述第二续流二极管的正极与所述谐振电容的另一端并联后，与所述蓄能电感的另一端
、
所述钳位电容的一端
、
所述第一辅助开关的一端以及所述变压器一级线圈的一端相连接；
[0015]所述变压器一级线圈的另一端连接所述第一续流二极管的正极，所述第一续流二极管的负极连接所述钳位电容的另一端；
[0016]所述第一辅助开关的另一端连接所述变压器二级线圈的一端，所述变压器二级线圈的另一端通过所述谐振电感连接所述第三续流二极管的另一端
。
[0017]根据本专利技术提供的一种逆变器，所述逆变器桥臂电路，包括上桥臂子电路和下桥臂子电路；
[0018]所述上桥臂子电路包括上桥臂第一主开关
、
上桥臂第二主开关
、
第一二极管和第二二极管；
[0019]所述下桥臂子电路包括下桥臂第一主开关
、
下桥臂第二主开关
、
第三二极管和第四二极管；
[0020]所述上桥臂第一主开关与所述第一二极管并联，构成第一单元；
[0021]所述上桥臂第二主开关与所述第二二极管并联，构成第二单元；
[0022]所述下桥臂第一主开关与所述第三二极管并联，构成第三单元；
[0023]所述下桥臂第二主开关与所述第四二极管并联；构成第四单元；
[0024]所述第一单元与所述第二单元串联后的第一结构与所述第三单元与所述第四单元串联后构成的第二结构并联，并分别连接所述钳位电容的一端以及所述蓄能电感的一端；
[0025]所述钳位电容的另一端连接所述蓄能电感的另一端
。
[0026]根据本专利技术提供的一种逆变器，所述滤波电感的另一端连接所述上桥臂第一主开关和所述上桥臂第二主开关之间的连接点，所述滤波电容的另一端连接所述下桥臂第一主开关和所述下桥臂第二主开关之间的连接点；负载电阻与所述滤波电容并联
。
[0027]根据本专利技术提供的一种逆变器，所述智能控制系统包括状态检测单元
、
动作执行单元
、
奖励反馈单元和智能决策单元；
[0028]所述状态检测单元，用于获取所述逆变器中的各电力电子元器件在当前时刻的状态信息；
[0029]所述动作执行单元，用于执行目标动作策略，以调整所述辅助谐振电路中所述第一辅助开关和所述第二辅助开关的通断，进而控制所述逆变器桥臂电路中各主开关的软切换；
[0030]所述目标动作策略，是由所述动作执行单元执行以下决策行为确定的：基于所述状态信息，遍历所述智能决策单元中的经验数据库，并以第一预设概率从所述经验数据库中筛选出最优动作策略，作为所述目标动作策略，或以第二预设概率从所述经验数据库中筛选出任一动作策略，作为所述目标动作策略；
[0031]所述奖励反馈单元，用于结合所述状态信息，以及所述执行单元在执行所述目标动作策略时的动作执行信息，对所述决策行为进行奖励评估后，将奖励评估结果反馈至所述智能决策单元；
[0032]所述智能决策单元，用于结合所述状态信息
、
所述动作执行信息以及所述奖励评估结果，进行自主学习以优化所述目标动作策略
。
[0033]第二方面，本专利技术还提供一种面向如第一方面所述的逆变器的软切换控制方法，包括：
[0034]对所述智能决策单元进行初始化设置；
[0035]通过所述状态检测单元获取所述逆变器中的各电力电子元器件在当前时刻的状态信息，并将所述状态信息发送至所述动作执行单元；
[0036]通过所述动作执行单元执行目标动作策略，以调整所述辅助谐振电路中所述第一辅助开关和所述第二辅助开关的通断，进而控制所述逆变器桥臂电路中各主开关的软切换
。
[0037]根据本专利技术提供的软切换控制方法，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种逆变器，其特征在于，包括：辅助谐振电路
、
逆变器桥臂电路和智能控制系统，其中：所述辅助谐振电路包括升压子电路和谐振子电路；所述升压子电路包括钳位电容和蓄能电感；所述谐振子电路包括第一辅助开关
、
第二辅助开关
、
第一续流二极管
、
第二续流二极管
、
第三续流二极管
、
谐振电感
、
谐振电容和变压器；通过所述智能控制系统，调整所述辅助谐振电路中所述第一辅助开关和所述第二辅助开关的通断，进而控制所述逆变器桥臂电路中各主开关的软切换，以实现将输入至所述辅助谐振电路的直流电源转换成交流电源
。2.
根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，还包括：逆变器输出电路；所述逆变器输出电路包括串联的滤波电感和滤波电容；所述逆变器桥臂电路输出的所述交流电源，通过所述逆变器输出电路滤波后输出
。3.
根据权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述蓄能电感的一端连接至所述直流电源的负极；所述直流电源的正极连接所述谐振电容的一端
、
所述第二辅助开关的一端
、
所述第二续流二极管的负极
、
所述第二续流二极管的正极；所述第二辅助开关的另一端
、
所述第二续流二极管的正极与所述谐振电容的另一端并联后，与所述蓄能电感的另一端
、
所述钳位电容的一端
、
所述第一辅助开关的一端以及所述变压器一级线圈的一端相连接；所述变压器一级线圈的另一端连接所述第一续流二极管的正极，所述第一续流二极管的负极连接所述钳位电容的另一端；所述第一辅助开关的另一端连接所述变压器二级线圈的一端，所述变压器二级线圈的另一端通过所述谐振电感连接所述第三续流二极管的另一端
。4.
根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器桥臂电路，包括上桥臂子电路和下桥臂子电路；所述上桥臂子电路包括上桥臂第一主开关
、
上桥臂第二主开关
、
第一二极管和第二二极管；所述下桥臂子电路包括下桥臂第一主开关
、
下桥臂第二主开关
、
第三二极管和第四二极管；所述上桥臂第一主开关与所述第一二极管并联，构成第一单元；所述上桥臂第二主开关与所述第二二极管并联，构成第二单元；所述下桥臂第一主开关与所述第三二极管并联，构成第三单元；所述下桥臂第二主开关与所述第四二极管并联；构成第四单元；所述第一单元与所述第二单元串联后的第一结构与所述第三单元与所述第四单元串联后构成的第二结构并联，并分别连接所述钳位电容的一端以及所述蓄能电感的一端；所述钳位电容的另一端连接所述蓄能电感的另一端
。5.
根据权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述滤波电感的另一端连接所述上桥臂第一主开关和所述上桥臂第二主开关之间的连接点，所述滤波电容的另一端连接所述下桥臂第一主开关和所述下桥臂第二主开关之间的连接点；负载电阻与所述滤波电容并联
。6.
根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述智能控制系统包括状态检测单元
、
动作执行单元
、
奖励反馈单元和智能决策单元；
所述状态检测单元，用于获取所述逆变器中的各电力电子元器件在当前时刻的状态信息；所述动作执行单元，用于执行目标动作策略，以调整所述辅助谐振电路中所述第一辅助开关和所述第二辅助开关的通断，进而控制所述逆变器桥臂电路中各主开关的软切换；所述目标动作策略，是由所述动作执行单元执行以下决策行为确定的：基于所述状态信息，遍历所述智能决策单元中的经验数据库，并以第一预设概率从所述经验数据库中筛选出最优动作策略，作为所述目标动作策略，或以第二预设概率从所述经验数据库中筛选出任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，李雪，陈博，王晓霖，
申请(专利权)人：中石化大连石油化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：