[发明专利]三态高增益电流源型逆变器运行控制方法

说明书

本发明公开了一种三态高增益电流源型逆变器运行控制方法，是对逆变器的交流输出侧进行电网输出电流控制、电网电压前馈补偿控制以及电网输出电容电压控制，并对逆变器的直流输入侧进行直流电流控制，根据获得的控制结果进行空间矢量脉冲宽度调制SVPWM发波，从而驱动三态高增益电流源型逆变器的七路开关管。本发明针对公开号为CN103259442A的高增益电流型逆变器，给出了相适应的三态高增益电流源型逆变器运行控制方法，有效解决了其七路开关管的驱动问题，实现直流侧和交流侧的稳定运行。

技术领域

本发明属于光伏并网逆变器领域，更具体地说是涉及一种三态高增益电流源型逆变器运行控制方法。

背景技术

近年来，由于能源危机和环境问题全球化日益严峻，太阳能作为可再生绿色能源，是各国着力发展的新能源之一。光伏并网发电更是具有广阔的发展前景。在光伏并网发电系统中，逆变器是能量转换和控制方面的核心。其性能不仅影响和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行，也是影响整个系统使用寿命的主要因素。出于安全性考量，光伏阵列输出电压一般较低，不能满足并网要求，且其最大功率运行点电压会随太阳辐射及温度的变化而变化。因此，为了确保并网发电以及并网的电能质量，要求并网逆变器具有较宽的直流输入电压范围，即较高的升压逆变能力。为了解决相关问题，有两种常见方式来提高逆变器电压输出增益。一种是在逆变器后面加入一个工频升压变压器，另一种是采用多级式级联逆变器。但是，前者工频变压器增加了系统的体积、重量和成本，使系统的功率密度大为降低，同时存在噪声污染。后者由于DC/DC升压部分电路的占空比有限，升压能力会受到限制；同时，该结构拓扑电路较为复杂，功率器件多，成本较高，效率较低。

单级升压逆变器因其所具备的高效性、可靠性以及低成本特性而成为了研究的热点。Z源逆变器和准Z源逆变器虽然显现了独特的单级升降压特性，也具备较宽的电压输入范围，但是升压范围终究有限。再者，过大的直通占空比更会降低调制度和输出电压幅值。

在公开号为CN103259442A的专利申请文件中公开了一种高增益电流型逆变器，其是在逆变器直流侧增加一个电感网络，该电感网络由二极管D7、二极管D8、二极管D9、电感L1、电感L2和功率开关管S₀组成，如图2所示，该拓扑共有三种状态，分别是直通状态、有源状态和续流状态。由于直流侧的电感网络增加了一个功率开关管S₀，即为七路开关管，因此，传统的针对六路开关管的逆变器的驱动方式在该结构的逆变器中无法适用，迄今未有相关技术方案的公开报导。

发明内容

本发明针对公开号为CN103259442A的高增益电流型逆变器，提供一种相适应的三态高增益电流源型逆变器运行控制方法，解决其七路开关管的驱动问题，实现直流侧和交流侧的稳定运行。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明三态高增益电流源型逆变器运行控制方法，所述逆变器是在直流侧包含有由二极管D7、二极管D8、二极管D9、电感L1、电感L2和功率开关管S₀组成的开关电感网络；其特点是所述控制方法按如下步骤进行：

步骤1：对所述逆变器的交流输出侧进行电网输出电流控制、电网电压前馈补偿控制以及电网输出电容电压控制，得到电流矢量在两相静止坐标系下的电流分量和

步骤2：对所述逆变器的直流输入侧进行直流电流控制，得到直通占空比D_s；

步骤3：根据所述电流分量和以及直通占空比D_s进行空间矢量脉冲宽度调制SVPWM发波。

本发明三态高增益电流源型逆变器运行控制方法的特点也在于：按如下过程获得电流矢量在两相静止坐标系下的电流分量和

所述电网输出电流控制是指：将电网输出电流给定值与电网输出电流实际值做差，其差值经PI控制器获得电网输出电流控制输出信号；