[发明专利]一种三相光伏并网逆变器控制装置

摘要

本发明公开了一种三相并网逆变器控制装置，本发明是在现有三相光伏并网逆变器系统中增设直流分量抑制电路，通过对三相逆变桥臂中点高频PWM信号的差分采样和滤波后可获得三个逆变桥臂输出电压中的两路线电压的直流分量，把所述两路直流分量分别经直流分量控制器调节及旋转坐标系的变换后获得在旋转坐标系上的控制量。根据所述直流分量在旋转坐标系上的两个控制量，加载到并网控制电路模块电流环dq控制器输出端进行闭环负反馈调节以消除三相并网逆变器输出电压中的直流分量，达到抑制三相并网电流中直流分量为零的目的。本发明结构简单，实现方便，既保留了原有系统的特点，又消除了并网逆变器的并网直流注入电流。

主权项

一种三相光伏并网逆变器控制装置,它包括三相并网逆变器主电路(1)、并网控制电路(2)和电压直流分量抑制电路(3)；其中三相并网逆变器主电路(1)包括直流电源(101)、三相逆变器(102)和电网(103)；三相逆变器(102)包括直流储能电容C1，功率管S1、功率管S2、功率管S3、功率管S4，功率管S5、功率管S6，输出滤波电感LA、LB和LC；直流电源(101)的正极性端和直流储能电容C1的正极性端连接在一起，直流电源(101)的负极性端和直流储能电容C1的负极性端连接在一起；功率管S1、S3、S5的集电极并联接在直流储能电容C1的正极性端，功率管S2、S4、S6的源极并联接在直流储能电容C1的负极性端，功率管S1的源极和功率管S4的集电极连接在A相逆变桥中点A，功率管S3的源极和功率管S6的集电极连接在B相逆变桥中点B，功率管S5的源极和功率管S2的集电极连接在C相逆变桥中点C；三相并网逆变器A相输出滤波电感LA的一端和A相逆变桥中点A相连，另一端和电网A相ugA(103)相连；逆变器B相输出滤波电感LB的一端和B相逆变桥中点B相连，另一端和电网B相ugB(103)相连；逆变器C相输出滤波电感LC的一端和C相逆变桥中点C相连，另一端和电网C相ugC(103)相连；并网控制电路(2)包括锁相环(201)、abc三相静止坐标系到dq两相旋转坐标系转换模块(202)、d轴第一相加器(203)、q轴第一相加器(204)、电流环d轴控制器(205)、电流环q轴控制器(206)、dq两相旋转坐标系到αβ两相静止坐标系转换模块(207)、PWM调制模块(208)、d轴第二相加器(209)、q轴第二相加器(210)；锁相环(201)的输入端信号是三相电网电压ugA、ugB、和ugC，锁相环(201)的输出接abc三相静止坐标系到dq两相旋转坐标系转换模块(202)，abc三相静止坐标系到dq两相旋转坐标系转换模块(202)的输入端为三相并网电流iA、iB、iC和θ，abc三相静止坐标系到dq两相旋转坐标系转换模块(202)的输出端有两个，一个接d轴第一相加器(203)，另一个接q轴第一相加器(204)，d轴第一相加器(203)的第二个输入端是电流环d轴的参考值id*，q轴第一相加器(204)的第二个输入端是电流环q轴的参考值iq*，d轴第一相加器(203)的输出接电流环d轴控制器(205)，q轴第一相加器(204)的输出接电流环q轴控制器(206)，电流环d轴控制器(205)的输出端信号ud接d轴第二相加器(209)，电流环q轴控制器(206)的输出端信号uq接q轴第二相加器(210)，d轴第二相加器(209)的第二个输入端和直流分量抑制电路(3)的d轴输出端信号ud_dc相连，q轴第二相加器(210)的第二个输入端和直流分量抑制电路(3)的q轴输出端信号uq_dc相连，d轴第二相加器(209)的输出端信号uds和q轴第二相加器(210)的输出端信号uqs接dq两相旋转坐标系到αβ两相静止坐标系转换模块(207)，dq两相旋转坐标系到αβ两相静止坐标系转换模块(207)的输出端接PWM调制模块(208)，PWM调制模块(208)的输出为功率管驱动脉冲信号，分别为ug1、ug2、ug3、ug4、ug5、和ug6，分别用来驱动功率管S1、S2、S3、S4、S5和S6，其特征是：电压直流分量抑制电路模块(3)用于控制三相并网逆变器(102)每相输出电压中的直流分量为零；该模块由第一直流分量检测模块(301)、第二直流分量检测模块(302)、第一相加器(303)、第二相加器(304)、第一直流分量控制器(305)、第二直流分量控制器(306)、直流分量静止坐标变换模块(307)、直流分量旋转坐标变换模块(308)组成；第一直流分量检测模块(301)和第二直流分量检测模块(302)为电压直流分量抑制电路模块(3)的第一级电路，第一直流分量检测模块(301)的输入端连接三相并网逆变器逆变桥中点A和B，第二直流分量检测模块(302)的输入端连接三相并网逆变器逆变桥中点C和B，其中，两个直流分量检测模块的采样输入信号为频率等于开关频率的高频PWM波电压信号，第一直流分量检测模块的输入信号为uAB，第二直流分量检测模块的输入信号为uCB；第一直流分量检测模块(301)的输出端信号UAB连接第一相加器(303)的第一个输入端，第一相加器(303)的第二个输入端为电压直流分量基准值，第一相加器(303)的输出端信号ΔUAB连接第一直流分量控制器(305)，第二直流分量检测模块(302)的输出端信号UCB连接第二相加器(304)的第一个输入端，第二相加器(304)的第二个输入端为电压直流分量基准值，第二相加器(304)的输出端信号ΔUCB连接第二直流分量控制器(306)，第一直流分量控制器(305)的输出端信号UAB_d和第二直流分量控制器(306)的输出端信号UCB_d连接直流分量静止坐标变换模块(307)，直流分量静止坐标变换模块(307)的输出端信号UAd、UBd和UCd连接直流分量旋转坐标变换模块(308)，其中UAd、UBd和UCd分别为A相输出电压的直流分量、B相输出电压的直流分量和C相输出电压的直流分量；直流分量旋转坐标变换模块(308)的d轴输出端信号ud_dc接并网控制电路模块d轴第二相加器(209)，直流分量旋转坐标变换模块(308)的q轴输出端信号uq_dc接并网控制电路模块q轴第二相加器(210)，通过闭环负反馈的调节方式而达到抑制三相并网逆变器并网电流中直流分量为零的目的。