[实用新型]一种基于下垂控制的电压源逆变器

说明书

本实用新型涉及电气控制领域，具体地说，涉及一种基于下垂控制的电压源逆变器，一种基于下垂控制的电压源逆变器包含直流电源、全桥模块、LC滤波模块、本地负载、Δ‑Σ调制器、线性稳压器、微控制器、PWM控制器和下垂控制模块，所述直流电源输出端连接着全桥模块的输入端；所述全桥模块的输出端连接着LC滤波模块的输入端；所述全桥模块的输出端连接着Δ‑Σ调制器的输入端；所述LC滤波模块的输出端连接着本地负载；所述LC滤波模块的输出端连接着Δ‑Σ调制器的输入端；所述Δ‑Σ调制器的输出端连接着微控制器的输入端；所述Δ‑Σ调制器的输出端连接着下垂控制模块的输入端；所述下垂控制模块的输出端连接着微控制器；所述线性稳压器的输出端连接着微控制器；所述微控制器的输出端连接着PWM控制器的输入端；所述PWM控制器的输出端连接着全桥模块。

技术领域

本实用新型涉及电气控制领域，具体地说，涉及一种基于下垂控制的电压源逆变器。

背景技术

近年来，随着能源危机与环境污染等问题的加剧，传统能源的逐渐枯竭，可再生能源技术得到广泛研究，以大型新能源发电为技术主体的分布式发电和新型微电网融合技术逐渐兴起，逆变器是分布式电源和整个微电网之间的重要接口。作为电能转换的关键设备，电压源逆变器已经广泛应用于光伏、风电等可再生能源系统中。

逆变器开关快和控制灵活，能够自由地对本地负载进行控制，但比起同步发电机，电压源逆变器缺少惯性，难于参与本地负载调节，不能进行对本地负载频率的一次调整、电压支撑，应对故障力差；当将其大规模接入本地负载时，逆变器缺少像同步发电机应对本地负载扰动的那种很强的鲁棒性，从而会影响本地负载电压与频率的稳定性，因此，使逆变器能根据本地负载的电压频率，有效地为本地负载提供合理分配后的有功和无功支撑是现在技术急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于下垂控制的电压源逆变器，该逆变器通过模拟传统发电机的下垂特性，分别通过P/f下垂控制和Q/V下垂控制来获取稳定频率和电压，对微源输出的有功功率和无功功率分别进行控制。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种基于下垂控制的电压源逆变器包含直流电源、全桥模块、LC滤波模块、本地负载、Δ-Σ调制器、线性稳压器、微控制器、PWM控制器和下垂控制模块，所述直流电源输出端连接着全桥模块的输入端；所述全桥模块的输出端连接着LC滤波模块的输入端；所述全桥模块的输出端连接着Δ-Σ调制器的输入端；所述LC滤波模块的输出端连接着本地负载；所述LC滤波模块的输出端连接着Δ-Σ调制器的输入端；所述Δ-Σ调制器的输出端连接着微控制器的输入端；所述Δ-Σ调制器的输出端连接着下垂控制模块的输入端；所述下垂控制模块的输出端连接着微控制器；所述线性稳压器的输出端连接着微控制器；所述微控制器的输出端连接着PWM控制器的输入端；所述PWM控制器的输出端连接着全桥模块。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于下垂控制的电压源逆变器，所述的Δ-Σ调制器采用AMC1304M25，具有LDO稳压器、±250mV输入电压和CMOS接口的增强型隔离式调制器，可防止共模高电压线路上的噪声电流进入本地系统接地，从而干扰或损害低电压电路，可通过分流显著降低功耗，具有出色的交流和直流性能的。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于下垂控制的电压源逆变器所述的线性稳压器采用TPS7B81，一款低压降(LDO)线性稳压器，可在高达40V的输入电压下工作，并可提供高达150mA的电流，具有集成的短路和过流限制功能，可在故障条件下为系统提供保护。除了低待机功耗外，轻负载条件下的极低压降电压也有助于维持电压稳定，即使在电池耗尽的情况下，也是如此。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于下垂控制的电压源逆变器所述的微控制器采用TMS320F280049C，该器件在处理、传感和驱动方面进行了优化，可提高实时控制应用中的闭环性能，是一个功能强大的32位浮点微控制器单元(MCU)。