[发明专利]光伏微型并网逆变器控制装置及其控制方法

说明书

技术领域：

本发明属于光伏并网发电技术领域，特别涉及一种光伏微型并网逆变器控制装置及其控制方法。

背景技术：

光伏建筑一体并网系统容易受周围建筑、树木等物体的遮挡而形成局部阴影，将传统集中式并网逆变系统应用于这些场合，由于受遮挡组件电流急剧下降，限制其它组件电流输出的影响，造成光伏系统输出功率的急剧减小。微型光伏并网逆变器在每块光伏组件背面安装一个集成各种保护及控制功能的微型逆变器，由微型逆变器将电能变换成交流电后直接并入电网，若干相同模块与电网并联构成光伏并网发电系统。相比于传统的集中式光伏并网发电系统，微型光伏并网逆变器每个模块进行最大功率点跟踪，可以降低组件不匹配或局部阴影造成的功率损耗，提高系统的效率；每个模块成为“即插即用”的标准化模块，可以根据不同建筑物形状和面积选择模块数量，增加系统灵活性，同时方便系统今后扩容，因此，微型光伏并网逆变器特别适合于容易遭受局部遮挡的光伏建筑一体发电系统。

许多用于微型光伏并网逆变器的拓扑及其相应的控制策略被报道，其中以Buck-Boost逆变器和反激逆变器为典型，Buck-Boost逆变器采用四个或五个开关实现升压和逆变，而反激逆变器仅采用三个开关，结构上优于Buck-Boost逆变器。但是目前反激逆变器应用于微型光伏并网系统时，为了能够实现电流型并网，反激逆变器一般工作在断续导通模式，导致逆变器在额定功率时原边峰值电流很大，势必需要增大功率开关管的容量及原边绕组的线径，而逆变器工作在小功率时，又存在系统效率不高的问题，因此，断续导通模式并不能满足微型光伏并网逆变器的全范围最优控制。本发明根据逆变器功率大小采用不同的导通模式，在大功率运行时采用临界导通模式，即可以实现电流型并网，又能够减小原边峰值电流；在中等功率运行时采用断续导通模式，此时原边峰值电流不是特别大，而且避免了临界导通模式随功率减小其开关频率增大的问题；在小功率时采用burst模式，每隔一端时间以一定功率进行并网，可以解决小功率效率低的问题。

发明内容

本发明采用反激逆变器作为微型光伏并网逆变器拓扑结构，针对传统断续导通模式在大功率运行时原边峰值电流过大，小功率运行时效率太低的问题，本发明依据逆变器功率大小采用不同的控制方式，在大功率运行时采用临界导通模式，即可以实现电流型并网，又能够减小原边峰值电流；在中等功率运行时采用断续导通模式，此时原边峰值电流不是特别大，而且避免了临界导通模式随功率减小其开关频率增大的问题；在小功率时采用burst模式，每隔一端时间以一定功率进行并网，可以解决小功率效率低的问题。

根据上诉的发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种光伏微型并网逆变器控制装置，包括一个数字信号处理器、一个反激逆变器主电路，由一个电压传感器和一个电流传感器检测光伏电池输出电压和电流后输入数字信号处理器，一个电压传感器检测电网电压后输入一个电网电压过零点检测器，所述的电网电压过零点检测器将检测到的电网电压信号进行过零点信号处理后输入数字信号处理器，一个电流传感器检测反激变压器副边电流后输入零电流检测器，所述的零电流检测器进行信号处理后将反激变压器副边零电流信号输入数字信号处理器，数字信号处理器根据输入的电网电压过零点信号生成驱动信号S₂和S₃，所述的驱动信号经驱动电路功率放大后驱动开关管T₂和开关管T₃，数字信号处理器根据光伏电池电压信号和光伏电池电流信号得到峰值电流包络线和脉冲信号S₁后输入峰值电流控制器，所述的峰值电流控制器生成驱动信号驱动开关管T₁。

上述的光伏微型并网逆变器控制装置中，所述的电流传感器采用电阻电流采样电路、或霍尔电流传感器电路；所述的电压传感器采用分压电路、或霍尔电压传感器电路；所述的电压传感器采用分压电路、或霍尔电压传感器电路、或电压互感器电路；所述的电流传感器采用电阻电流采样电路、或霍尔电流传感器电路、或反激变压器辅助绕组电路。

上述的光伏微型并网逆变器控制装置中，所述的电网电压过零点检测器由数字处理器或模拟电路构成，根据采样得到的电网电压信号与零电压相比较，生成电网电压正半周过零点信号和负半周过零点信号，同时计算获得电网峰值电压U_m；所述的零电流检测器由数字处理器或模拟电路构成，生成反激变压器副边零电流信号。