一种应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法，有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置包括反激变换器和工频极性转换电路。在该装置中，采用电流基准对反激的原边电流峰值进行控制，使其输出半波正弦电流，而其输出电压被电网电压钳位。当瞬时功率较小时，反激控制方法采用定频电流断续与变频电流临界连续相结合的方式。当反激变换器工作于变频电流临界断续模式时，辅助开关管在反激变换器副边电流到零后开通一段时间，该导通时间可由数字芯片精确控制，从而满足在宽范围输出电压以及不同瞬时功率下均能实现漏感能量回馈和主开关管的软开关。可以大大改善全载条件下的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术
技术介绍
对于光伏发电系统，有两个潜在的市场兆瓦级的大型光伏发电厂和小规模的建筑用和户用的光伏发电系统，微型光伏并网逆变器在后者有广泛的应用前景。直流侧采用反激拓扑的微型光伏并网逆变器，影响其效率的主要因素有变压器的漏感和主开关管的损耗，故需要对两者进行进一步优化。处理变压器的漏感能量，可采用无源缓冲电路和有源缓冲电路。而对于无源缓冲电路，例如RCD缓冲电路或LC缓冲电路，当反激变换器工作于变频控制的临界连续导通模式时，缓冲电路中的无源元件的参数很难整定。当反激变换器输入输出均直流，且工作于定频模式时，传统的有源钳位技术既可以实现漏感能量的吸收回馈，又可以实现开关管的零电压开关。但是在反激式微型光伏并网逆变器，反激变换器的输出电压被电网电压钳位，故其具有宽范围的输出电压，且工作于变频模式。在这种情况下，模拟控制的钳位电路已很难达到所需要的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，在宽范围输出电压以及瞬时功率不断变化的条件下均能实现有钳箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的原边主开关管的零电压开关、变压器漏感能量回馈吸收和轻载时的效率提高。为此，本专利技术采用以下技术方案所述有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置包括一个反激变换器和一个工频极性转换电路、控制器，所述控制器用于控制反激变换器和一个工频极性转换电路的工作；所述反激变换器包括一个输入端口，接受光伏侧直流输入电压；一个输出端口，输出正弦半波电流，其输出电压被电网电压钳位； 一个变压器，所述变压器的原边激磁电流采用峰值电流控制，其激磁电流峰值跟随所述电流基准，将变压器副边输出平均电流调制为正弦半波形状；一个原边主开关管，所述原边主开关管与所述变压器的原边绕组串联，当所述原边主开关管导通时，所述变压器存储能量；当所述原边主开关管关断时，所述变压器存储的能量耦合到副边，通过所述工频极性转换电路释放给电网；所述反激变换器中设有一个有源钳位电路，所述有源箝位电路包括一个辅助开关管，一个辅助二极管和一个钳位电容，所述辅助开关管与所述辅助二极管并联后再与所述钳位电容构成串联支路，将所述串联支路并联在反激变换器中的变压器原边绕组两端或者原边主开关管两端；工频极性转换电路，由四个开关管构成的全桥逆变电路，通过极性转换的方法处理所述反激变换器输出的正弦半波电流，并将其并入电网，实现输出正弦并网电流。进一步，所述变压器的激磁电流在半个工频周期内工作于断续状态与临界连续状态相结合的方式，即所述反激变换器工作模式结合断续导通模式和临界连续导通模式。进一步，获取当前时刻的有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的输出电压和输入电压的瞬时值、当前时刻电网电压的电角度和电网电压过零信号，结合所述电流基准的峰值，从而得到所述电流基准，包括断续导通模式和临界连续导通模式的电流基准权利要求1.，所述有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置包括一个反激变换器和一个工频极性转换电路、控制器，所述控制器用于控制反激变换器和一个工频极性转换电路的工作，其特征在于所述反激变换器包括 一个输入端口，接受光伏侧直流输入电压； 一个输出端口，输出正弦半波电流，其输出电压被电网电压钳位； 一个变压器，所述变压器的原边激磁电流采用峰值电流控制，其激磁电流峰值跟随所述电流基准，将变压器副边输出平均电流调制为正弦半波形状；一个原边主开关管，所述原边主开关管与所述变压器的原边绕组串联，当所述原边主开关管导通时，所述变压器存储能量；当所述原边主开关管关断时，所述变压器存储的能量耦合到副边，通过所述工频极性转换电路释放给电网；所述反激变换器中设有一个有源钳位电路，所述有源箝位电路包括一个辅助开关管， 一个辅助二极管和一个钳位电容，所述辅助开关管与所述辅助二极管并联后再与所述钳位电容构成串联支路，将所述串联支路并联在反激变换器中的变压器原边绕组两端或者原边主开关管两端；工频极性转换电路，由四个开关管构成的全桥逆变电路，通过极性转换的方法处理所述反激变换器输出的正弦半波电流，并将其并入电网，实现输出正弦并网电流。2.根据权利要求1所述的应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法，其特征在于所述变压器的激磁电流在半个工频周期内工作于断续状态与临界连续状态相结合的方式，即所述反激变换器工作模式结合断续导通模式和临界连续导通模式。3.根据权利要求1或2所述的应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法，其特征在于获取当前时刻的有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的输出电压和输入电压的瞬时值、当前时刻电网电压的电角度和电网电压过零信号，结合所述电流基准的峰值，从而得到所述电流基准，包括断续导通模式和临界连续导通模式的电流基准4.根据权利要求2和3所述的应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法，其特征在于给定一个所述原边主开关管的开关频率阈值，当所述原边主开关管的开关频率高于阈值时，所述反激变换器进入断续导通模式，即所述变压器的激磁电流工作于断续状态，并采用所述断续导通模式的电流基准；当所述原边主开关管的开关频率低于阈值时，反激变换器进入临界连续导通模式，并采用所述断续导通模式的电流基准。5.根据权利要求2所述的应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法，其特征在于断续导通模式下，所述原边主开关管的开通由固定的开关周期决定，主开关管的关断由所述断续导通模式的电流基准决定；临界连续导通模式下，所述原边主开关管的开通由所述辅助开关管的关断决定，即当辅助开关管关断后，经过一个死区时间后开通原边主开关管，所述原边主开关管的关断由所述临界导通模式下的电流基准决定。6.根据权利要求2所述的应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法，其特征在于临界导通模式下，所述辅助开关管在反激变换器的副边电流到零后开通一段时间，该导通时间由以下公式计算7.根据权利要求1所述的应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法，其特征在于控制器获取电网电压过零点，给出所述工频极性转换电路中四个开关管的工频驱动信号；对管驱动同相，上下管驱动反相。全文摘要本专利技术涉及，有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置包括反激变换器和工频极性转换电路。在该装置中，采用电流基准对反激的原边电流峰值进行控制，使其输出半波正弦电流，而其输出电压被电网电压钳位。当瞬时功率较小时，反激控制方法采用定频电流断续与变频电流临界连续相结合的方式。当反激变换器工作于变频电流临界断续模式时，辅助开关管在反激变换器副边电流到零后开通一段时间，该导通时间可由数字芯片精确控制，从而满足在宽范围输出电压以及不同瞬时功率下均能实现漏感能量回馈和主开关管的软开关。可以大大改善全载条件下的效率。文档编号H02M3/335GK102307017SQ20111027633公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日专利技术者张哲 , 莫琼, 钱照明, 陈敏 申请人:浙江大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种应用于有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置的控制方法，所述有源箝位反激式微型光伏并网逆变器装置包括一个反激变换器和一个工频极性转换电路、控制器，所述控制器用于控制反激变换器和一个工频极性转换电路的工作，其特征在于：所述反激变换器包括：一个输入端口，接受光伏侧直流输入电压；一个输出端口，输出正弦半波电流，其输出电压被电网电压钳位；一个变压器，所述变压器的原边激磁电流采用峰值电流控制，其激磁电流峰值跟随所述电流基准，将变压器副边输出平均电流调制为正弦半波形状；一个原边主开关管，所述原边主开关管与所述变压器的原边绕组串联，当所述原边主开关管导通时，所述变压器存储能量；当所述原边主开关管关断时，所述变压器存储的能量耦合到副边，通过所述工频极性转换电路释放给电网；所述反激变换器中设有一个有源钳位电路，所述有源箝位电路包括一个辅助开关管，一个辅助二极管和一个钳位电容，所述辅助开关管与所述辅助二极管并联后再与所述钳位电容构成串联支路，将所述串联支路并联在反激变换器中的变压器原边绕组两端或者原边主开关管两端；工频极性转换电路，由四个开关管构成的全桥逆变电路，通过极性转换的方法处理所述反激变换器输出的正弦半波电流，并将其并入电网，实现输出正弦并网电流。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，莫琼，张哲，钱照明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86