[发明专利]交流旁路单相光伏逆变器及其控制方法和控制装置

说明书

技术领域

本发明属于逆变器技术领域，尤其涉及交流旁路单相光伏逆变器及其控制方法和控制装置。

背景技术

采用非隔离式(不含变压器)拓扑的光伏逆变器效率高、体积小、重量轻、成本低，这些优点得到光伏逆变器制造厂商和研究机构的重视，出现大量的相关研究成果，极大地推动了光伏发电技术的发展。但是，采用非隔离式拓扑的光伏逆变器能够与交流电网形成直接的电气连接，该电气连接能够将功率器件开关产生的高频共模电压形成高频共模电流，带来传导、辐射干扰问题以及安全隐患。

为了解决这个问题，出现了一类能够抑制高频共模电流的交流旁路单相光伏逆变器，该类拓扑是对典型的H桥拓扑的一种改进，即在续流阶段将交流电网与光伏电池断开，附加的旁路功率开关将交流电流旁路，采用单极性调制方式以降低损耗，旁路功率开关管以电网电压的相位和频率开关。

图1和图2示出了两种交流旁路单相光伏逆变器的结构。图1所示的HERIC主电路拓扑以及图2所示的H6主电路拓扑，均包括第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5和第六功率开关管S6。其中，第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4为桥臂功率开关管，第五功率开关管S5和第六功率开关管S6为交流旁路功率开关管。在运行过程中，交流旁路功率器件(也就是第五功率开关管S5和第六功率开关管S6)按照电网电压的相位和频率开关，开关的时序由调制策略决定。

目前的交流旁路单相光伏逆变器在运行过程中存在电流过零点畸变的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种交流旁路单相光伏逆变器的控制方法及控制装置，以减小电流在过零点畸变的程度。本发明还提供一种交流旁路单相光伏逆变器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开一种交流旁路单相光伏逆变器的控制方法，所述交流旁路单相光伏逆变器连接于光伏电池和交流电网之间，所述交流旁路单相光伏逆变器包括第一功率开关管至第六功率开关管，其中第一功率开关管至第四功率开关管为桥臂功率开关管，第五功率开关管和第六功率开关管为交流旁路功率开关管，所述方法包括：

获取电网电压信号V_α和并网电流信号i_α；

确定所述电网电压信号V_α和并网电流信号i_α之间的相位差

计算所述相位差和参考相位的和值，对所述和值进行PI比例积分控制，获得初相角θ；

生成单位正弦信号，所述单位正弦信号的频率与所述交流电网的频率相同、初相角为θ；

获取直流参考电压V_dcr，对所述直流参考电压V_dcr进行PI控制，获得参考电流峰值U_pi；

将所述参考电流峰值U_pi与单位正弦信号相乘得到参考电流i_ref；

确定所述交流旁路单相光伏逆变器的并网电流i，计算所述参考电流i_ref和所述并网电流i的差值，对所述差值进行PI控制，获得调制波i_m；

比较所述调制波i_m和载波，生成所述第一功率开关管至第四功率开关管的开关信号，并传输至所述第一至第四功率开关管的控制端；

对所述并网电流信号i_α进行锁相处理获取电流同步信号i_syn，利用所述电流同步信号i_syn生成所述第五功率开关管和第六功率开关管的开关信号，并传输至所述第五功率开关管和第六功率开关管。

优选的，在上述方法中，所述比较所述调制波i_m和载波，生成所述第一功率开关管至第四功率开关管的开关信号，包括：

对所述调制波i_m进行锁相处理获得调制波同步信号i_msyn；