[实用新型]一种实现逆变器并网/离网无缝切换的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及逆变器控制方法的领域，尤其涉及一种实现逆变器并网／离网无缝切换的装置。 

背景技术

随着对供电可靠性要求的不断提高，当电网解列时，并网逆变器被期望能够与电网断开并独立运行，为本地关键负载供电，故并网逆变器一般都有并网运行和离网运行两种工作模式。当并网逆变器两种模式进行切换时，为保证本地负载的不间断供电，衍生出了无缝切换的概念。 

并网逆变器通常采用反并联可控硅作为模式切换的切换开关。并网逆变器运行于并网模式时，控制模式一般采用电流控制，反并联可控硅处于闭合状态从而本地负载电压由电网提供；当并网逆变器运行于离网模式时，反并联可控硅处于断开状态，控制系统通常为电压控制，可保证本地负载对电压幅值和频率的要求；当电网发生短路故障时，因电压源不能短路故并网逆变器必须先关断使逆变器脱离电网，再把控制模式从并网电流反馈控制转为离网电压反馈控制。反并联可控硅控制系统可控制其开通，但必须使其通过的电流换流才可使其关断。故如何通过反并联可控硅的电流快速过零从而关断反并联可控硅成为实现逆变器并网-离网无缝切换的关键问题之一。 

人们围绕如何使通过反并联可控硅的电流快速换流的问题设计出了多种换流策略，如电流自然过零换流、基于电压幅值调节或相位调节的强迫换流、基于电压瞬时值调节的强迫换流以及基于电流调节的强迫换流等。上述方法有的方法切换时间太长，无法保障负载供电的连续性，有的方法无法适应电网严重 故障下的模式切换，有的方法需要额外增加传感器。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实现逆变器并网／离网无缝切换的装置，来解决以上技术问题。 

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种实现逆变器并网／离网无缝切换的装置，包括：数字信号处理器、脉冲发生单元、驱动单元和反并联可控硅；其中，所述数字信号处理器，用于在电网电源发生故障时，根据检测到的通过逆变器的滤波电感的电流的方向，反向给定控制量限幅值并输出所述控制量限幅值给所述脉冲发生单元；所述脉冲发生单元，用于根据所述控制量限幅值生成调制波，将所述调制波输入至所述驱动单元；所述驱动单元，用于根据所述调制波驱动逆变器输出，使通过所述反并联可控硅的电流换流。 

优选的，所述实现逆变器并网／离网无缝切换的装置还包括电感电流传感器，所述数字信号处理器包括电感电流控制器；所述电感电流传感器的输入端连接所述滤波电感的一端，用于检测通过所述滤波电感的电流，所述电感电流传感器的输出端连接所述电感电流控制器，所述电感电流控制器用于在并网模式下控制通过所述滤波电感的电流。 

优选的，所述数字信号处理器还包括滞环控制器和周期寄存器，所述周期寄存器为定时器，所述滞环控制器的输入端与所述电感电流传感器的输出端连接，所述滞环控制器的输出端与所述脉冲发生单元的输入端连接，用于根据所述检测到的通过逆变器的滤波电感的电流的方向，反向给定控制量限幅值并输出至所述脉冲发生单元，所述脉冲发生单元根据所述控制量限幅值和所述周期寄存器的值生成调制波。 

优选的，所述实现逆变器并网／离网无缝切换的装置还包括逆变电压传感器，所述数字信号处理器还包括逆变电压控制器；所述逆变电压传感器的输入端连接逆变器的滤波电容两端，用于采样所述滤波电容的电压，所述逆变电压传感器的输出端连接所述逆变电压控制器的输入端，所述逆变电压控制器用于在离网模式下控制逆变器的逆变输出电压。 

优选的，所述数字信号处理器还包括电感电流控制器、电网故障检测单元、模式切换开关及数字信号处理控制单元，在逆变器的交流侧还设置有电网电压传感器和电网电源； 

所述滞环控制器的输出端通过所述模式切换开关与所述脉冲发生单元的输入端连接； 

所述电感电流控制器的输入端分别与所述电感电流传感器的输出端及电网电压传感器的输出端连接，所述电感电流控制器的输出端通过所述模式切换开关连接到所述脉冲发生单元的输入端； 

所述逆变电压控制器的输入端分别与所述电感电流传感器及逆变电压传感器连接，所述逆变电压控制器的输出端通过所述模式切换开关连接到所述脉冲发生单元的输入端； 

所述电网电压传感器的输入端连接电网电源，用于采样电网电源的电压信号，所述电网电压传感器的输出端连接所述电感电流控制器的输入端，所述电网电压传感器和所述电感电流控制器的中间还连接有锁相环，所述电网故障检测单元连接所述锁相环的输出端，用于检测电网电源电压是否大于所述电网故障检测单元预先设定的数值；