[发明专利]用于能源特别是光致电压源的功率转换器的单级变换器装置及相关控制方法

权利要求书

1.一种单级变换器装置，用于从DC能源到具有至少一相且脉动频率为ω_grid的电AC电网的功率转换器，它包括开关装置，该开关装置周期性地闭合和打开，其周期T_s低于脉动频率ω_grid所对应的周期T_grid，该开关装置与DC能源连接，能将平均值V_g的电压v_g(t)输出到电网，使得单级变换器装置输出电流i_o(t)与电网的至少一个相的电压v_o(t)同相，电压v_o(t)的最大值是V_o，max，开关装置由控制电子装置来控制，控制电子装置对开关装置的单一切换周期进行控制而操作，L是该单级变换器装置的输出电感，该单级变换器装置包括与电网串联连接且其阻抗为R_s的检测电阻，控制电子装置包括：

具有τ＜T_s的时间常数τ的可重置积分电路，其输入端接收电压信号(V_c-K_g*v_g(t))，该电压信号等于控制电压V_c与DC能源的输出电压v_g(t)乘以第一因数K_g所得到的乘积电压之间的差，

比较器装置，能输出一信号，该信号用于表示在检测电阻上的压降[R_s·i_o(t)]的绝对值与积分电路的输出信号和电网的电压v_o(t)乘以第二因数K所得到的乘积电压[Kv_o(t)]的绝对值之和的比较结果，和

发生器装置，能接收来自比较器装置的输出信号和与AC电网的电压v_o(t)同步的信号，以提供用于控制开关装置的一个或多个信号，

控制电压V_c和第一因数K_g是这样的以满足下面的第一限制条件：

Vc≥KgVg+(2Vo,max-Vg)Rsτ2L]]>

该单级变换器装置的特征在于：它满足第二限制条件V_c＞K_g(V_g+ΔV_g)，由此积分电路的输入信号一直为正；

它满足第三限制条件V_g-ΔV_g＞(1+K)·V_o，max，由此在任何时刻开关装置的输入电压高于其输出电压；

并且它满足第四限制条件，由此

K(1-Po(S)α·Pg,MPP(Smax))·(1-γ)≤VmVg|min≤VmVg|max]]>

VmVg|min≤VmVg|max≤K(1-Po(S)α·Pg,MPP(Smax))·(1+γ)]]>

其中：

ΔV_g是电压v_g(t)的振荡的“峰-到-峰”振幅，

V_m表示相应的瞬时变量v_m(t)在周期T_grid上计算的平均值，

P_o(S)是针对操作条件设置S的单级变换器装置输出平均功率，

P_g，MPP(S_max)是对应操作条件设置最大值S_max的可由DC能源输送的最大功率，

α是第一过载系数，且α≥1，并且

γ是第二系数，且γ＜1。