【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源发电，尤其涉及一种基于谐振dc-dc变换器的微型逆变器及其过零控制方法。
技术介绍
1、微型逆变器是指功率小于等于1千瓦的逆变器，通常用于光伏发电系统中，并具备组件级的最大功率点跟踪（mppt）功能。相对于传统的集中式逆变器而言，微型逆变器仅对每个光伏组件进行逆变操作。传统的光伏逆变器将所有光伏电池在阳光照射下产生的直流电串联并联在一起，然后通过逆变器将直流电转换为交流电并接入电网；而微型逆变器则对每个组件进行单独的逆变操作。这种设计具有独立的mppt控制能力，能够显著提高整体效率，并避免传统集中式逆变器所面临的直流高压、弱光效应差和木桶效应等问题。
2、现有技术中的基于谐振dc-dc变换器的光伏微型逆变器的简化拓扑如图1所示，由前级的谐振dc-dc变换器101和后级的工频换向器102组成。通过让前级谐振dc-dc变换器101输出二倍工频馒头波，工频换向器102对馒头波进行工频换向可以实现光伏组件并网。但是，在过零点附近，由于此时谐振dc-dc变换器101需要输出的增益极低，可能存在谐振dc-dc变换器101效率低甚至谐振dc-dc变换器101无法输出零增益的情况。同时，由于前级谐振dc-dc变换器101以几十千赫兹以上的开关频率高频运行，而工频换向器102运行在极低的工频，二者之间死区时间段内的开关时机不匹配也可能导致并网电流的过零点畸变。因此，现在急需一种新的过零控制方法对现有基于谐振dc-dc变换器的光伏微型逆变器的过零点附近控制方法进行改进。
技术实现思路>
1、本专利技术目的在于提供一种基于谐振dc-dc变换器的微型逆变器的过零控制方法，通过在过零点附近对谐振dc-dc变换器和工频换向器进行协同控制，从而提升谐振dc-dc变换器在过零点附近的效率，并且优化过零点附近的并网电流，以解决现有技术中基于谐振dc-dc变换器的光伏微型逆变器并网电流过零点畸变的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的具体技术方案如下：
3、一种基于谐振dc-dc变换器的光伏微型逆变器过零控制方法，应用于基于谐振dc-dc变换器的微型逆变器，微型逆变器主要包括前级谐振dc-dc变换器和后级的工频换向器；谐振dc-dc变换器的输入端与光伏组件进行连通，谐振dc-dc变换器的输出端与工频换向器的输入端连通，谐振dc-dc变换器和工频换向器之间存在母线滤波电容，工频换向器的输出端通过滤波器与电网进行连通；微型逆变器还包括控制器，控制器分别与谐振dc-dc变换器及工频换向器连接；控制器判断进入过零过程，并将谐振dc-dc变换器的控制对象从输出电流变为光伏板端口电压，工频换向器进入闭环开始高频工作，通过电压外环将母线滤波电容控制为恒电压模式，并通过电流内环对过零点附近并网电流进行调制。
4、进一步地，对于工频换向器，在过零控制下，工频换向器进入闭环从工频运行变为开始高频工作；首先，将进入过零控制瞬间的母线滤波电容的电压设置为参考电压vdc*，随后将参考电压vdc*与母线滤波电容的采样电压vdc做差并进行pi补偿，从而得到并网电流有效参考值ig*；另一方面，电网电压vg被锁相环pll锁相得到相位角θ；将并网电流有效参考值ig*与相位角θ的正弦值的绝对值|sinθ|相乘，得到并网电流实时参考值ig*；将并网电流实时参考值ig*和采样得到的并网电流ig做差并进行pi补偿，从而得到工频换向器的占空比信号d，将占空比信号d输入脉冲频率调制器即可得到工频换向器的驱动信号；此时，母线电压电容被工频换向器控制为恒定直流电压源。
5、进一步地，对于谐振dc-dc变换器，先对光伏组件的电流ipv和电压vpv进行采样，并通过最大功率点追踪算法获取光伏的参考电压vpv*；随后将光伏的参考电压vpv*和采样得到的光伏电压vpv做差并进行pi补偿，pi输出直接是谐振dc-dc变换器的开关频率fs，将开关频率fs输入脉冲频率pfm调制器即可得到谐振dc-dc变换器的驱动信号用于驱动逆变桥q1至q4。
6、进一步地，控制器对过零过程进行判断，通过电网电压、谐振dc-dc变换器开关频率是否达到限幅进行判断。
7、进一步地，控制器对过零过程进行判断采用如下方式，对于谐振dc-dc变换器，首先对光伏组件的电流ipv和电压vpv进行采样，并通过最大功率点追踪算法获取光伏的参考电压vpv*；随后将光伏的参考电压vpv*和采样得到的光伏电压vpv做差并进行pi补偿，从而得到谐振dc-dc变换器的输出电流有效参考值idc*；另一方面，电网的电压vg被锁相环pll锁相得到相位角θ；将谐振dc-dc变换器的输出电流有效参考值idc*与相位角θ的正弦值的绝对值|sinθ|相乘，得到谐振dc-dc变换器的输出电流实时参考值idc*；再将谐振dc-dc变换器的输出电流实时参考值idc*和采样得到的谐振dc-dc变换器的输出电流idc做差并进行pi补偿，从而得到谐振dc-dc变换器的开关频率fs；如果开关频率fs达到最大开关频率限制则认为进入过零过程。
8、进一步地，退出过零控制的依据是当后级工频换向器过零控制期间的母线参考电压vdc*与电网电压的绝对值|vg|相等时退出过零控制。
9、所述的工频换向器进入的闭环，其特征为外环为电压环，内环为电流环的控制环。
10、本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术提出的基于谐振dc-dc变换器的光伏微型逆变器过零控制方法，可以通过在过零点附近对谐振dc-dc变换器和工频换向器进行协同控制，使得谐振dc-dc变换器输出为准馒头波，以保证其正常运行并提升其效率；使得工频换向器高频运行优化过零点附近的并网电流，并提升并网电流质量。
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1.一种基于谐振DC-DC变换器的微型逆变器的过零控制方法，应用于基于谐振DC-DC变换器的微型逆变器，微型逆变器主要包括前级谐振DC-DC变换器和后级的工频换向器；谐振DC-DC变换器的输入端与光伏组件进行连通，谐振DC-DC变换器的输出端与工频换向器的输入端连通，谐振DC-DC变换器和工频换向器之间存在母线滤波电容，工频换向器的输出端通过滤波器与电网进行连通；其特征在于，微型逆变器还包括控制器，控制器分别与谐振DC-DC变换器及工频换向器连接；控制器判断进入过零过程，并将谐振DC-DC变换器的控制对象从输出电流变为光伏板端口电压，工频换向器进入闭环开始高频工作，通过电压外环将母线滤波电容控制为恒电压模式，并通过电流内环对过零点附近并网电流进行调制。
2.根据权利要求1所述的基于谐振DC-DC变换器的微型逆变器的过零控制方法，其特征在于，对于工频换向器，在过零控制下，工频换向器进入闭环从工频运行变为开始高频工作；首先，将进入过零控制瞬间的母线滤波电容的电压设置为参考电压VDC*，随后将参考电压VDC*与母线滤波电容的采样电压VDC做差并进行PI补偿，从而得到并网电流
3.根据权利要求2所述的基于谐振DC-DC变换器的微型逆变器的过零控制方法，其特征在于，对于谐振DC-DC变换器，先对光伏组件的电流IPV和电压VPV进行采样，并通过最大功率点追踪算法获取光伏的参考电压VPV*；随后将光伏的参考电压VPV*和采样得到的光伏电压VPV做差并进行PI补偿，PI输出直接是谐振DC-DC变换器的开关频率fs，将开关频率fs输入脉冲频率PFM调制器即可得到谐振DC-DC变换器的驱动信号用于驱动逆变桥Q1至Q4。
4.根据权利要求1所述的基于谐振DC-DC变换器的微型逆变器的过零控制方法，其特征在于，控制器对过零过程进行判断，通过电网电压、谐振DC-DC变换器开关频率是否达到限幅进行判断。
5.根据权利要求4所述的基于谐振DC-DC变换器的微型逆变器的过零控制方法，其特征在于，控制器对过零过程进行判断采用如下方式，对于谐振DC-DC变换器，首先对光伏组件的电流IPV和电压VPV进行采样，并通过最大功率点追踪算法获取光伏的参考电压VPV*；随后将光伏的参考电压VPV*和采样得到的光伏电压VPV做差并进行PI补偿，从而得到谐振DC-DC变换器的输出电流有效参考值IDC*；另一方面，电网的电压vg被锁相环PLL锁相得到相位角θ；将谐振DC-DC变换器的输出电流有效参考值IDC*与相位角θ的正弦值的绝对值|sinθ|相乘，得到谐振DC-DC变换器的输出电流实时参考值iDC*；再将谐振DC-DC变换器的输出电流实时参考值iDC*和采样得到的谐振DC-DC变换器的输出电流iDC做差并进行PI补偿，从而得到谐振DC-DC变换器的开关频率fs；如果开关频率fs达到最大开关频率限制则认为进入过零过程。
6.根据权利要求5所述的基于谐振DC-DC变换器的微型逆变器的过零控制方法，其特征在于，退出过零控制的依据是当后级工频换向器过零控制期间的母线参考电压VDC*与电网电压的绝对值|vg|相等时退出过零控制。
...【技术特征摘要】
1.一种基于谐振dc-dc变换器的微型逆变器的过零控制方法，应用于基于谐振dc-dc变换器的微型逆变器，微型逆变器主要包括前级谐振dc-dc变换器和后级的工频换向器；谐振dc-dc变换器的输入端与光伏组件进行连通，谐振dc-dc变换器的输出端与工频换向器的输入端连通，谐振dc-dc变换器和工频换向器之间存在母线滤波电容，工频换向器的输出端通过滤波器与电网进行连通；其特征在于，微型逆变器还包括控制器，控制器分别与谐振dc-dc变换器及工频换向器连接；控制器判断进入过零过程，并将谐振dc-dc变换器的控制对象从输出电流变为光伏板端口电压，工频换向器进入闭环开始高频工作，通过电压外环将母线滤波电容控制为恒电压模式，并通过电流内环对过零点附近并网电流进行调制。
2.根据权利要求1所述的基于谐振dc-dc变换器的微型逆变器的过零控制方法，其特征在于，对于工频换向器，在过零控制下，工频换向器进入闭环从工频运行变为开始高频工作；首先，将进入过零控制瞬间的母线滤波电容的电压设置为参考电压vdc*，随后将参考电压vdc*与母线滤波电容的采样电压vdc做差并进行pi补偿，从而得到并网电流有效参考值ig*；另一方面，电网电压vg被锁相环pll锁相得到相位角θ；将并网电流有效参考值ig*与相位角θ的正弦值的绝对值|sinθ|相乘，得到并网电流实时参考值ig*；将并网电流实时参考值ig*和采样得到的并网电流ig做差并进行pi补偿，从而得到工频换向器的占空比信号d，将占空比信号d输入脉冲频率调制器即可得到工频换向器的驱动信号；此时，母线电压电容被工频换向器控制为恒定直流电压源。
3.根据权利要求2所述的基于谐振dc-dc变换器的微型逆变器的过零控制方法，其特征在于，对于谐振dc-dc变换器，先对光伏组件的电流ip...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈捷，徐万华，卢杭杰，吴精益，李国仲，
申请(专利权)人：浙江明禾新能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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