[发明专利]一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法

说明书

本发明公开了一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法，该方法采集光伏太阳能板电压输出V_pv，采集蓄电池电压V_b，采集母线电压V_bus以及电网电压V_grid，然后通过对电网电压V_grid的精确计算从而控制UPS离网逆变器的工作模式。双模式切换控制方法存在两个重要的切换过程。第一个是当系统处在逆变工作模式时，此时若电网接入，并且光伏输出不足时，负载切换为由电网进行供电。第二个是当系统由电网进行供电时，当电网突然掉电时，系统立刻切换为由蓄电池进行供电，并且切换时间小于负载的复位时间，从而达到了UPS的功能。该发明具有离网谐波率低、适应性强以及双向切换速度快的特点。

技术领域

本发明涉及离网逆变器的控制技术领域，具体涉及一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法。

背景技术

从消费总量来看，中国是一个能源大国，但由于环保问题日益严峻，和传统能源的枯竭，光伏发电凭借其独特的优点得到了很多关注。

在传统的光伏离网发电系统中，由光伏太阳能板给蓄电池进行充电，蓄电池电压经过升压逆变给负载供电，或者由太阳能板输出电压通过BUCK电路降压再通过升压逆变后给负载进行供电。在整个逆变器的系统中，双向变换器是一个核心的控制拓扑结构，其控制算法也是目前研究的主要方向。输出电压的波形的畸变率是衡量整个控制算法的重要指标。目前主要的控制算法主要有PI控制，滑膜控制，重复控制，智能控制等。其中应用最广的是PI控制算法。数字PI控制算法简单，参数易于整定，具有较强的鲁棒性。由于该离网逆变器还具有UPS功能，需要保证当电网异常时，系统可以快速切换到蓄电池给负载供电，从而保证负载不掉电达到UPS的功能。

当负载突变，外界扰动加剧和工作模式切换等情况发生时，系统的稳定性会出现极大的不稳定。故在系统中引入基于模糊控制的PI算法，模糊控制不需要建立精确的控制系统模型，相比较传统的现行控制策略模糊控制具有较强的鲁棒性，对提高系统稳定性有很好的帮助。将模糊自适应控制引入到光伏双闭环控制系统中，用于对PI控制参数进行适当修正，使整个系统更加适应非线性的工作条件。此外，在目前市面上普遍的UPS离网逆变器的逆变和整流模式的切换过程中时间较长

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法，该方法采用了快速计算电网有效值的方法，当检测到电网电压出现异常时，系统可以迅速的切换到蓄电池供电，避免出现市电丢失时负载掉电的情况。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法，包括下列步骤：

系统通过采样电路，采集光伏太阳能板电压输出V_pv，采集蓄电池电压V_b，采集母线电压V_bus以及电网电压V_grid；

当光伏太阳能板电压输出V_pv正常时，母线电压V_bus经过全桥逆变，再经过滤波后得到有效值为220V的正弦电压V_ivt，该电压给负载供电，系统工作在逆变工作模式；

当采样电路采样到光伏太阳能板电压输出V_pv异常时，并且检测到电网电压V_grid处在正常范围之内时，打开电网端继电器K2、K3、K4，此时由电网直接给负载供电，暂时关断开关管，关闭逆变端继电器K1，系统由逆变工作模式切换到整流工作模式，逆变端继电器K1、K3、K4闭合，电网电压V_grid经过PWM全桥整流，再经过前级电路拓扑给蓄电池充电；

系统检测电网电压V_grid的有效值，当采样电路采样到电网电压异常时，闭合电网端继电器K1，系统快速由整流工作模式切换到逆变工作模式。