[发明专利]一种逆变控制数字滤波器

说明书

技术领域

本发明属于逆变并网发电系统技术领域，更为具体地讲，涉及一种逆变控制数字滤波器。

背景技术

目前太阳能光伏逆变发电系统已经被全世界许多国家所关注，光伏逆变器作为光伏逆变并网发电系统的关键部分也得到了很大的发展。通常情况下，如图1所示，光伏逆变并网发电系统都是由太阳能电池板阵列1、光伏逆变器2组成。其中，光伏逆变器2包括最大功率点跟踪(MPPT)模块201、母线电路202、逆变桥电路203和控制电路204部分，功能就是将太阳能转化为电能并将能量输送到电网3。

图1是光伏逆变并网发电系统的基本结构图。太阳能电池板阵列1的功能就是将太阳能转化为电能，最大功率点跟踪(MPPT)模块201与太阳能电池板阵列1直接相连，以调节太阳能电池板的工作状态，使太阳能电池板工作在最大功率点上。母线电路202通过最大功率点跟踪模块201上的升压电路与太阳能电池板阵列1相连，当其母线电压升高到指定的值时系统开始进行能量传输，将太阳能电池板转化的电能输送到逆变桥电路203上。逆变桥电路203负责将母线电路202传送的直流电转换为交流电(通常是50Hz市电)。控制电路204是整个光伏逆变并网发电系统稳定工作的关键，最大功率跟踪的实现、母线电压的平衡稳地控制、逆变桥电路电流的跟踪控制都要依靠控制电路204进行运算和调度。

对逆变桥电路电流的跟踪控制目的是为了使并网电流与电网电压同频同相，并保证其波形畸变在规定范围之内。

在对逆变桥电路电流，即并网电流跟踪控制工作过程中，如果对控制逆变桥电路中功率开关管开关时间比的脉冲宽度调制信号PWM处理不完善，脉冲宽度调制信号PWM含有高频抖动，会导致并网电流出现波形失真、发电系统不稳定等问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提出一种逆变控制数字滤波器，用于滤出脉冲宽度调制信号PWM中不需要的高频抖动，减小了并网电流的波形失真，保证了发电系统的稳定性。

为实现上述发明目的，本发明逆变控制数字滤波器，其特征在于，所述的逆变控制数字滤波器为数字低通滤波器，其输入端与PI控制器输出端连接，用于对PI控制器根据电流误差产生的控制量e_m进行数字低通滤波，将控制量e_m中的高频分量滤除掉，输出的高频分量滤除后的控制量e′_m与电网电压的前馈量进行相加，合成总控制量E_m输出到脉冲宽度调制信号产生电路；脉冲宽度调制信号产生电路根据合成的总控制量E_m，产生占空比K随合成的总控制量E_m变化的脉冲宽度调制信号PWM去控制逆变桥电路中功率开关管的开关时间比，得输出并网电流与电网电压同频同相；

所述的电流误差是电流检测电路对并网电流I_net进行采样，采样周期为T，得到一个并网电流基波周期L内的M个电流采样值其中，M＝L/T，m＝0，1，2…，M-1，电流采样值对应并网电流基波的0相位点，然后在比较器中，各相位的电流采样值与对应相位的期望电流进行比较，得到的：

I_peak为期望电流峰值。

当电流检测电路检测到并网电流基波的某一点电流采样值小于对应相位的期望电流时，输出电流误差为正，PI控制器产生正的控制量e_m，然后，在逆变控制数字滤波器中，对控制量e_m进行数字低通滤波，将控制量e_m中的高频分量滤除掉，再与电网电压的前馈量进行相加，合成总控制量E_m增加，这样，该点脉冲宽度调制信号PWM的占空比K增大，该点的并网电流增加，直至与对应相位的期望电流相等；反之亦然，这样，并网电流基波周期L内的M个点都进行相同的控制，使得输出并网电流与电网电压同频同相，同时达到期望的电流峰值。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明逆变控制数字滤波器，通过对PI控制器输出的控制量e_m进行数字低通滤波，将控制量e_m中的高频分量滤除掉，使得控制量e′_m与电网电压的前馈量进行相加的合成总控制量E_m、脉冲宽度调制信号产生电路根据合成的总控制量E_m产生占空比K随合成的总控制量E_m变化的脉冲宽度调制信号PWM波不含高频抖动，最终，脉冲宽度调制信号PWM控制逆变桥电路中功率开关管的开关时间比输出的并网电流也不含高频分量，从而减小了并网电流的波形失真，使发电系统稳定运行。

附图说明