[发明专利]一种模块化ISOS逆变器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种输入串联输出串联（ISOS）的逆变器系统，尤其涉及一种模块化ISOS逆变器系统，属于电能变换装置的直流-交流变换器领域。

背景技术

标准化模块的串并联组合系统作为电力电子系统集成的重要分支，采用串并联的组合连接方式，可以由多个小功率、低压（输入和输出）的标准化模块得到灵活多变的、任意输入和输出性能的功率变换系统。其中的输入串联型逆变器系统（包括ISOP和ISOS逆变器），由于其输入端采用串联结构，每个模块的输入电压将降低到原来的1/n（n为模块数），更容易选择合适的开关器件，因此非常适用于许多高直流输入电压的应用场合。其中，ISOS逆变器系统还特别适用于输出电压较高的交流用电场合。

现有ISOS逆变器系统，由于采用集中式控制方法，各模块共用一个输出电压调节器，各模块的控制电路缺少独立性，没有实现控制电路的模块化。在IPOP组合系统中，集中式控制策略使系统的灵活性和可靠性受到限制，而分布式控制策略却能够解决这些问题。若在ISOS逆变器系统中，采用分布式均压控制方法，系统可由独立工作的标准模块组成，这将提高系统的灵活性和可靠性，推动系统模块化的发展。

对于ISOS逆变器系统，需要解决的关键问题是输入均压和输出均压，这里进一步地在已有集中式控制策略的基础上，将控制电路分散到各模块中去，实现分布式控制，进而实现系统的完全模块化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有采用集中式控制方法的ISOS逆变器系统的不足，提供一种模块化ISOS逆变器系统，通过采用分布式均压控制方案，提高了系统的灵活性和可靠性，真正实现了ISOS逆变器系统的模块化。

本发明的模块化ISOS逆变器系统，包括n个输入串联、输出串联的逆变器模块，n为大于等于2的整数；该模块化ISOS逆变器系统还包括分别连接所述n个逆变器模块的通信总线：输出电压基准母线、输入均压母线、输出电压平均母线、公共电流基准母线；每个逆变器模块各有三个独立的控制环路：输出电压环、输入均压环、电流内环；所述逆变器系统采用以下分布式均压控制方法：

各逆变器模块的输出电压采样信号经K_vo倍衰减后的求和取平均，得到所有模块输出电压反馈信号的平均值v_{of_ave}，K_vo为输出电压环采样系数，所有模块输出电压反馈信号的平均值v_{of_ave}与基准电压V_ref相减后再经闭环PI调节器G_OVR所得信号量的总和取平均得到公共电流基准i_{ref_ave}；

各逆变器模块的输入电压信号与输入均压母线信号V_{in_ref}相减得到误差信号，经K_vcd倍衰减后再经均压环PI调节器G_IVSR得到各逆变器模块的直流误差信号，K_vcd为输入电压衰减系数，各逆变器模块的直流误差信号均与公共电流基准i_{ref_ave}相乘后再与公共电流基准i_{ref_ave}叠加得到各逆变器模块的电流基准；

各逆变器模块的输出滤波电容电流采样信号均先经K_cf倍衰减后与相应逆变器模块的电流基准相减，再通过三态滞环电流调节器得到各逆变器模块的输出滤波电容电流，K_cf为电流内环采样系数，各逆变器模块的输出滤波电容电流乘以1/sC_f得到各逆变器模块的输出电压，1/sC_f为各逆变器模块的输出电容电流与输出电压之间的传递函数关系，将各逆变器模块的输出电压相加即得到系统输出电压v_o；

所述基准电压V_ref、输入均压母线信号V_{in_ref}、平均值v_of__ave、公共电流基准i_{ref_ave}分别通过输出电压基准母线、输入均压母线、输出电压平均母线、公共电流基准母线传输至各逆变器模块。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、实现了ISOS逆变器系统的输入均压及输出均压。

2、将控制电路分散到各模块中，使每个模块都成为可独立工作的标准模块，实现了系统的模块化。