【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，尤其涉及一种逆变器的离网工况控制系统以及控制方法。
技术介绍
1、随着户用储能逆变器在海外市场的迅速推广，逆变器在离网运行时面临各种类型的负载挑战，特别是冰箱、空调、热水器以及水泵等冲击性负载。这类负载在启动阶段需要消耗大量的能量，导致逆变器必须具备出色的动态性能才能成功启动并稳定运行这些设备。然而，现有的逆变器控制策略往往侧重于逆变输出电压的稳定性，忽视了对逆变输出电流的有效管理。这导致在启动冲击性负载时，逆变器输出电压可能会大幅下降，电流急剧上升，触发电流保护机制，最终导致逆变器无法顺利带动这些负载。
2、例如，在启动水泵等高冲击性负载时，电压会被显著拉低，电流则迅速增加，容易触发逆变器的过流保护机制，从而阻止逆变器正常工作。这一问题已经成为行业内的一个痛点，通常的解决方案是使用更大额定功率的逆变器来应对上述情况，但这无疑增加了成本和资源浪费。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种逆变器的离网工况控制系统以及控制方法，通过引入两个控制环路和两个前馈，能够有效提高逆变电压的动态特性，并限制逆变输出电流，延长电流限流的时间，从而能够以低额定逆变器功率带动冲击性负载，进而可以有效降低成本和资源浪费。
2、第一方面，本专利技术实施例提供一种逆变器的离网工况控制系统，包括：依次连接的逆变电流前馈模块、第一控制环路、第二控制环路和逆变电压前馈模块；其中，所述逆变电流前馈模块用于为逆变器的逆变电压
3、在一些实施例中，所述系统还包括第三控制环路，所述第三控制环路设置在所述逆变电流前馈模块和所述逆变器的逆变电压输出端之间，所述第三控制环路包括逆变电压有效值pi控制器，用于根据所述逆变器的逆变电压参考信号和逆变电压有效值的差值信号输出第一逆变电压参考信号。
4、在一些实施例中，所述系统还包括有效值给定前馈模块，用于为所述逆变电压有效值pi控制器的输入端和输出端提供逆变电压有效信号，以使所述第一逆变电压参考信号和所述逆变电压有效信号相加，生成第二逆变电压参考信号；所述第二逆变电压参考信号用于与所述电流前馈信号相加，生成所述逆变电压参考信号。
5、在一些实施例中，所述变电压瞬时值pi控制器用于基于第一输出限幅和第一pi参数，根据所述逆变电压参考信号和所述电压前馈信号的差值信号输出逆变电流参考信号；所述逆变电压瞬时值pi控制器用于基于第二输出限幅和第二pi参数，根据所述逆变电流参考信号和所述逆变器的逆变电流瞬时值输出电压调整信号；所述逆变电压有效值pi控制器用于基于第三输出限幅和第三pi参数，根据所述逆变器的逆变电压参考信号和逆变电压有效值的差值信号输出第一逆变电压参考信号。
6、在一些实施例中，所述第一pi参数大于所述第三pi参数，所述第二pi参数大于所述第一pi参数。
7、在一些实施例中，所述第一输出限幅大于所述第三输出限幅，所述第二输出限幅大于所述第一输出限幅，所述第一输出限幅根据预设标准限幅和预设差值确定，所述第二输出限幅根据所述预设标准限幅和预设倍数确定。
8、在一些实施例中，所述预设标准限幅为-1至1，所述预设差值为0.1，所述预设倍数为2，所述第一输出限幅为-1.1至1.1，所述第一输出限幅为-2至2，所述第三输出限幅为-0.3至0.3。
9、在一些实施例中，所述电流前馈信号为0.8倍的所述逆变器的逆变电流有效值，所述逆变电压有效信号为0.8倍的所述逆变器的逆变电压有效值。
10、在一些实施例中，所述系统还包括用于获取逆变电流瞬时值、逆变电压瞬时值和逆变电压有效值的采样端，所述系统通过所述采样端与所述逆变器的直流母线连接。
11、第二方面，本专利技术实施例提供一种逆变器的离网工况控制方法，其特征在于，所述方法应用于如第一方面中任一项所述的逆变器的离网工况控制系统，所述方法包括：通过所述逆变电流前馈模块用于为逆变器的逆变电压输出端提供电流前馈信号，以生成逆变电压参考信号；通过所述逆变电压前馈模块提供对应所述逆变器的逆变电压瞬时值的电压前馈信号；根据所述逆变电压参考信号和所述电压前馈信号输出逆变电流参考信号；根据所述逆变电流参考信号和所述逆变器的逆变电流瞬时值输出电压调整信号，以使所述调整信号和所述电压前馈信号相加，生成用于负载功率控制的pwm波形信号。
12、根据本专利技术实施例提供一种逆变器的离网工况控制系统以及控制方法，至少具有如下有益效果：本申请中包括依次连接的逆变电流前馈模块、第一控制环路、第二控制环路和逆变电压前馈模块；其中，逆变电流前馈模块用于为逆变器的逆变电压输出端提供电流前馈信号，以生成逆变电压参考信号；逆变电压前馈模块用于提供对应逆变器的逆变电压瞬时值的电压前馈信号；第一控制环路包括逆变电压瞬时值pi控制器，用于根据逆变电压参考信号和电压前馈信号输出逆变电流参考信号；第二控制环路包括逆变电压瞬时值pi控制器，用于根据逆变电流参考信号和逆变器的逆变电流瞬时值输出电压调整信号，以使调整信号和电压前馈信号相加，生成用于负载功率控制的pwm波形信号；其中，本申请通过调整逆变电压瞬时值pi环的参数和限幅值，能够在负载瞬时投入时快速响应，减少电压跌落，提高电压的动态响应速度；以及通过增大逆变电流瞬时值pi环的限幅值和参数，能够更有效地限制电流峰值，避免因电流过大而触发保护机制，确保逆变器在面对冲击性负载时的稳定性。可以理解的是，在不影响稳态性能的前提下，通过引入逆变电压瞬时值前馈和逆变电流有效值前馈，本专利技术能够在负载投卸过程中保持电压稳定，避免电压波动带来的负面影响，使得本专利技术允许使用较小额定功率的逆变器来驱动较大负载，从而减少了对高成本逆变器的需求，降低了系统总体成本，在提升逆变器性能的同时，提高了其能源利用效率。
13、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，包括：依次连接的逆变电流前馈模块、第一控制环路、第二控制环路和逆变电压前馈模块；
2.根据权利要求1所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述系统还包括第三控制环路，所述第三控制环路设置在所述逆变电流前馈模块和所述逆变器的逆变电压输出端之间，所述第三控制环路包括逆变电压有效值PI控制器，用于根据所述逆变器的逆变电压参考信号和逆变电压有效值的差值信号输出第一逆变电压参考信号。
3.根据权利要求2所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述系统还包括有效值给定前馈模块，用于为所述逆变电压有效值PI控制器的输入端和输出端提供逆变电压有效信号，以使所述第一逆变电压参考信号和所述逆变电压有效信号相加，生成第二逆变电压参考信号；所述第二逆变电压参考信号用于与所述电流前馈信号相加，生成所述逆变电压参考信号。
4.根据权利要求2所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述变电压瞬时值PI控制器用于基于第一输出限幅和第一PI参数，根据所述逆变电压参考信号和所述电压前馈信号的差值信号输出逆变电流参考信号；
5.根据权利要求4所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述第一PI参数大于所述第三PI参数，所述第二PI参数大于所述第一PI参数。
6.根据权利要求4所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述第一输出限幅大于所述第三输出限幅，所述第二输出限幅大于所述第一输出限幅，所述第一输出限幅根据预设标准限幅和预设差值确定，所述第二输出限幅根据所述预设标准限幅和预设倍数确定。
7.根据权利要求6所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述预设标准限幅为-1至1，所述预设差值为0.1，所述预设倍数为2，所述第一输出限幅为-1.1至1.1，所述第一输出限幅为-2至2，所述第三输出限幅为-0.3至0.3。
8.根据权利要求3所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述电流前馈信号为0.8倍的所述逆变器的逆变电流有效值，所述逆变电压有效信号为0.8倍的所述逆变器的逆变电压有效值。
9.根据权利要求3所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述系统还包括用于获取逆变电流瞬时值、逆变电压瞬时值和逆变电压有效值的采样端，所述系统通过所述采样端与所述逆变器的直流母线连接。
10.一种逆变器的离网工况控制方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至9中任一项所述的逆变器的离网工况控制系统，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，包括：依次连接的逆变电流前馈模块、第一控制环路、第二控制环路和逆变电压前馈模块；
2.根据权利要求1所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述系统还包括第三控制环路，所述第三控制环路设置在所述逆变电流前馈模块和所述逆变器的逆变电压输出端之间，所述第三控制环路包括逆变电压有效值pi控制器，用于根据所述逆变器的逆变电压参考信号和逆变电压有效值的差值信号输出第一逆变电压参考信号。
3.根据权利要求2所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述系统还包括有效值给定前馈模块，用于为所述逆变电压有效值pi控制器的输入端和输出端提供逆变电压有效信号，以使所述第一逆变电压参考信号和所述逆变电压有效信号相加，生成第二逆变电压参考信号；所述第二逆变电压参考信号用于与所述电流前馈信号相加，生成所述逆变电压参考信号。
4.根据权利要求2所述的逆变器的离网工况控制系统，其特征在于，所述变电压瞬时值pi控制器用于基于第一输出限幅和第一pi参数，根据所述逆变电压参考信号和所述电压前馈信号的差值信号输出逆变电流参考信号；所述逆变电压瞬时值pi控制器用于基于第二输出限幅和第二pi参数，根据所述逆变电流参考信号和所述逆变器的逆变电流瞬时值输出电压调整信号；所述逆变电压有效值pi控制器用于基于第三输出限幅和第三pi参数，根据所述逆变器的逆变电压参考信号和逆变电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖美发，冯金生，廖世培，吴梓培，
申请(专利权)人：广东菲利斯新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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