[发明专利]基于电容电流内环的并网无缝切换控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种基于电容电流内环的并网无缝切换控制器，其特征在于包括微处理器、电压采样电路、并网开关驱动电路和逆变器功率管驱动电路，其中微处理器包括电网同步模块、输出电压控制器、并网模式下的电容基准电流生成器、进网电流控制器、电容电流控制器、切换控制指令开关和逆变器功率管逻辑生成器，电压采样电路的输入端分别接电源系统的电网电压和逆变器自身输出电压的输出端，电压采样电路的输出端分别接电网同步模块和输出电压控制器的输入端，电网同步模块的输出端分别接输出电压控制器和进网电流控制器的输入端，输出电压控制器和并网模式下的电容基准电流生成器的输出端分别接切换控制指令开关的输入端，并网模式下的电容基准电流生成器的输入端接电网反馈电压与电容电流系数的积，进网电流控制器的输入端接电源系统的电网反馈电流，进网电流控制器和切换控制指令开关的输出端、电源系统的负载反馈电流和输出滤波电感反馈电流分别接电容电流控制器的输入端，电容电流控制器的输出端依次串接逆变器功率管逻辑生成器、逆变器功率管驱动电路后接电源系统中逆变器的各个功率开关管，微处理器的并网开关控制信号输出端串接并网开关驱动电路后接电源系统中并网开关的输入端。

2.根据权利要求1所述的基于电容电流内环的并网无缝切换控制器，其特征在于所述输出电压控制器由第一误差计算单元串接电压调节器构成，第一误差计算单元的输入端分别接电网同步模块和电压采样电路的输出端，电压调节器的输出端接切换控制指令开关的输入端。

3.根据权利要求1所述的基于电容电流内环的并网无缝切换控制器，其特征在于所述并网模式下的电容基准电流生成器由微分器构成，微分器的输入端接电网反馈电压与电容电流系数的积，微分器的输出端接切换控制指令开关的输入端。

4.根据权利要求1所述的基于电容电流内环的并网无缝切换控制器，其特征在于所述进网电流控制器由第二误差计算单元串接比例调节器构成，第二误差计算单元的输入端分别接电网同步模块的输出端和电源系统的电网反馈电流，比例调节器的输出端接电容电流控制器的输入端。

5.根据权利要求1所述的基于电容电流内环的并网无缝切换控制器，其特征在于所述电容电流控制器由第三误差计算单元串接电容电流调节器构成，第三误差计算单元的输入端分别接进网电流控制器和切换控制指令开关的输出端、电源系统的负载反馈电流 和输出滤波电感反馈电流，电容电流调节器的输出端接逆变器功率管逻辑生成器的输入端。

6.一种如权利要求1所述的基于电容电流内环的并网无缝切换控制器的控制方法，其特征在于在带载独立运行时关断并网开关，电源系统的逆变器为输出电压控制模式；在并网运行时开通并网开关，电源系统的逆变器为进网电流控制模式；采用电压采样电路采样电源系统电网电压得到电网反馈电压，采用电压采样电路采样逆变器输出电压得到输出反馈电压；

从独立运行到并网运行的切换过程中，先将电网反馈电压经过电网同步模块得到与电网电压同步的电源系统的基准电压和基准电流，电网反馈电压乘电容电流系数后经微分器输出电容基准电流，将电源系统的基准电流和电网反馈电流依次经过第二误差计算单元、比例调节器得到进网基准电流，在逆变器输出电压过零点时微处理器切换控制指令开关(SW)为1后将所述电容基准电流、进网基准电流、电源系统的负载反馈电流和输出滤波电感反馈电流依次经过第三误差计算单元、电容电流调节器、逆变器功率管逻辑生成器、逆变器功率管驱动电路后输出各功率开关管驱动信号至逆变器；然后微处理器将并网开关控制信号经过并网开关驱动电路闭合并网开关；最后将电源系统的基准电流由零逐渐增加至额定值，逆变器由输出电压控制模式切换至进网电流控制模式；

从并网运行到独立运行的切换过程中，电源系统的基准电压和逆变器的输出反馈电压依次经过第一误差计算单元、电压调节器得到电容基准电流，先将电源系统的基准电流在电网电压过零点减小至零，并采用微处理器将并网开关控制信号经过并网开关驱动电路断开并网开关；然后在输出电压过零点微处理器切换控制指令开关(SW)为0后将所述电容基准电流、进网基准电流、电源系统的负载反馈电流和输出滤波电感反馈电流依次经过第三误差计算单元、电容电流调节器、逆变器功率管逻辑生成器、逆变器功率管驱动电路后输出各功率开关管驱动信号至逆变器，逆变器由进网电流控制模式切换至输出电压控制模式。