基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光伏并网逆变器领域，具体涉及一种基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统。本控制系统通过逆变器主电路输出交流信号，并通过滤波电路滤波以得到交流正弦波电压，利用检测电路检测此交流正弦波电压，并将检测结果作为电压环信号送入数字信号处理器中，数字信号处理器将单相电压空间矢量通过旋转坐标轴变换得到单相电压矢量，并产生单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制信号以传送给驱动电路；驱动电路再将此单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路，以驱动逆变器主电路的上下开关管，达到调整输出电压的目的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光伏并网逆变器领域，具体涉及一种基于单相SVPWM的高频逆变 器控制系统。
技术介绍
太阳能光伏发电属于清洁的可再生能源，发展并广泛应用光伏发电技术对于缓解 常规能源的短缺和减少环境污染具有重要作用。并网逆变器用于将太阳能电池发出的直流 电转化成交流电并与电网并网发电，在新能源的开发和利用方面有着至关重要的地位。目 前国内以离网型逆变器为主，而已有的离网型逆变器大多采用PWM脉宽调制输出，此种方 法产生的波形中含有较大的谐波分量，不仅增大了损耗，而且还会降低用电设备的使用寿 命，因此亟待改进。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统，本控制系 统的直流电压利用率高，谐波抑制效果好。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案一种基于单相SVPWM的高频 逆变器控制系统，其特征在于包括如下部分逆变器主电路，用于将太阳能电池输出的直流电压和电流信号转换成按正弦规律 变化的交流信号；滤波电路，用于将上述交流信号滤波后输送给电网；检测电路，用于采集滤波电路输出端的交流信号，并将采集到的交流信号转换为 适合数字信号处理器处理的数字信号，并将此数字信号输出给数字信号处理器；数字信号处理器，用于接收检测电路发送来的数字信号，并将收到的数字信号与 期望逆变器主电路输出的信号作比较，并产生单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制信 号以传送给驱动电路；驱动电路，用于接收数字信号处理器传来的单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形并 将此单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路。本技术还可以通过以下技术措施得以进一步实现所述的交流信号为正弦波电压信号，检测电路为电压传感器。所述的逆变器主电路为由四个功率开关管Si、S2、S3和S4所组成的全桥电路。所述的滤波电路为LC滤波电路。由上述技术方案可知，本控制系统通过全桥电路输出交流信号，并通过LC滤波电 路滤波以得到交流正弦波电压，利用电压传感器检测此交流正弦波电压，并将检测结果作 为电压环信号送入数字信号处理器中，数字信号处理器将单相电压空间矢量通过旋转坐标 轴变换得到单相电压矢量，利用伏秒平衡的原理可计算出0 JI和JI 区间内的PWM 作用时间，也就将离散逆变输出电压的矢量对期望的电压矢量线性拟合，同时定义期望输出电压的矢量模与逆变输出电压的矢量模比值为单相逆变系统的电压调制比，并产生单相 空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制信号以传送给驱动电路；驱动电路再将此单相空间矢 量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路，以驱动全桥电路的上下开关管，达到调整输 出电压的目的。附图说明图1是本技术的系统框图；图2是坐标旋转变换后单相电压矢量图。具体实施方式如图1所示，本控制系统包括如下部分逆变器主电路10为四个功率开关管S1、S2、S3和S4组成的全桥电路，其用于将太 阳能电池输出的直流电压和电流信号转换成按正弦规律变化的交流信号；滤波电路为由滤波电感Ll和滤波电容C2构成的LC滤波电路，用于将上述交流信 号滤波后输送给电网；检测电路为电压传感器VT1，用于采集LC滤波电路输出端的交流信号，并将采集 到的交流信号转换为适合数字信号处理器M处理的数字信号，并将此数字信号输出给数字 信号处理器M ；数字信号处理器M，用于接收电压传感器VTl发送来的数字信号，并将收到的数字 信号与期望逆变器主电路10输出的信号作比较，并产生单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形 的控制信号以传送给驱动电路Dl、D2 ；驱动电路D1、D2，用于接收数字信号处理器M传来的单相空间矢量脉宽调制SVPWM 波形并将此单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路10，以起到隔离前后信 号的作用。下面结合图1、2说明本技术的工作原理图1给出了全桥电路的拓扑结构图，每个桥臂对直流电压参考点N的输出电压 VaN, VbN均有两种电压值，即VDC或0，因此全桥电路的交流侧输出电压矢量为Vab = VaN-VbN。图1中的上下管为互补模式，则当 Sl = 0，S4 = 0 时，VaN = 0，VbN = 0, Vab = 0 ；当 Sl = 0，S4 = 1 时，VaN = 0，VbN = VDC, Vab = -VDC ；当 Sl = 1，S4 = 0 时，VaN = VDC, VbN = 0，Vab = VDC ；当 Sl = 1，S4 = 1 时，VaN = 0，VbN = 0，Vab = 0。由上述分析可知，每个桥臂都可以被单独控制。桥臂电压空间矢量VaN，VbN可由 二维空间加以描述，桥臂的电压状态有4种状态，它们在交流侧电压空间投影为矢量V0， VI，V2，V3 ；同时如图2所示，交流输出电压空间矢量可由一维空间进行描述，构造成一个电 压矢量VOO与Vab组成交流输出电压的二维空间矢量，VOO = VaN+VbN，进而实现桥臂电压 空间矢量到交流输出电压矢量空间的线性变换，他们之间的关系为权利要求1.一种基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统，其特征在于包括如下部分逆变器主电路，用于将太阳能电池输出的直流电压和电流信号转换成按正弦规律变化 的交流信号；滤波电路，用于将上述交流信号滤波后输送给电网；检测电路，用于采集滤波电路输出端的交流信号，并将采集到的交流信号转换为适合 数字信号处理器处理的数字信号，并将此数字信号输出给数字信号处理器；数字信号处理器，用于接收检测电路发送来的数字信号，并将收到的数字信号与期望 逆变器主电路输出的信号作比较，并产生单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制信号以 传送给驱动电路；驱动电路，用于接收数字信号处理器传来的单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形并将此 单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路。2.根据权利要求1所述的基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统，其特征在于所述 的交流信号为正弦波电压信号，检测电路为电压传感器。3.根据权利要求1或2所述的基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统，其特征在于 所述的逆变器主电路为由四个功率开关管Si、S2、S3和S4所组成的全桥电路。4.根据权利要求1或2所述的基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统，其特征在于 所述的滤波电路为LC滤波电路。专利摘要本技术涉及光伏并网逆变器领域，具体涉及一种基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统。本控制系统通过逆变器主电路输出交流信号，并通过滤波电路滤波以得到交流正弦波电压，利用检测电路检测此交流正弦波电压，并将检测结果作为电压环信号送入数字信号处理器中，数字信号处理器将单相电压空间矢量通过旋转坐标轴变换得到单相电压矢量，并产生单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制信号以传送给驱动电路；驱动电路再将此单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路，以驱动逆变器主电路的上下开关管，达到调整输出电压的目的。文档编号H02M7/5387GK201937496SQ201120002440公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日专利技术者余晓东 申请人:安徽长远绿色能源有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于单相ＳＶＰＷＭ的高频逆变器控制系统，其特征在于包括如下部分：逆变器主电路，用于将太阳能电池输出的直流电压和电流信号转换成按正弦规律变化的交流信号；滤波电路，用于将上述交流信号滤波后输送给电网；检测电路，用于采集滤波电路输出端的交流信号，并将采集到的交流信号转换为适合数字信号处理器处理的数字信号，并将此数字信号输出给数字信号处理器；数字信号处理器，用于接收检测电路发送来的数字信号，并将收到的数字信号与期望逆变器主电路输出的信号作比较，并产生单相空间矢量脉宽调制ＳＶＰＷＭ波形的控制信号以传送给驱动电路；驱动电路，用于接收数字信号处理器传来的单相空间矢量脉宽调制ＳＶＰＷＭ波形并将此单相空间矢量脉宽调制ＳＶＰＷＭ波形发送给逆变器主电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余晓东，
申请(专利权)人：安徽长远绿色能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：34