[发明专利]一种单相光伏发电双模式逆变器系统及其控制方法

摘要

本发明提供一种单相光伏发电双模式逆变器系统及控制方法，涉及逆变器控制技术领域，由光伏组件、Boost升压电路、LLC谐振变换器、双向DC/DC变换器、逆变器、蓄电池、直流负载、交流负载、电网构成的双模式逆变器系统，可以降低逆变器系统损耗、提高光伏逆变器系统发电效率，双模式逆变器通过对离网储能、并网发电的协调控制，实现了发电系统的高质量、高可靠性和高稳定性的供电要求。本发明离网模式切换到并网模式时，控制逆变器的输出电压不断跟踪电网电压的幅值、相位，并网模式切换到离网模式时，控制系统的电压参考值为断网前的负载电压的幅值、相位，从而实现无缝切换，避免较大电压和大电流的冲击，确保电网和用电设备安全。

主权项

1.一种单相光伏发电双模式逆变器系统，其特征在于：包括主电路、控制电路，所述主电路包括光伏组件、Boost升压电路、LLC谐振变换器、双向DC/DC变换器、逆变器、蓄电池、直流负载、交流负载、电网，所述光伏组件的输出端与Boost升压电路的输入端相连，Boost升压电路的输出端与LLC谐振变换器输入端相连，LLC谐振变换器的输出端与直流母线电容Cdc相连，蓄电池通过双向DC/DC变换器与直流母线电容Cdc相连，直流母线电容Cdc两端连接有直流负载，直流母线电容Cdc与逆变器的输入端相连，逆变器的输出端连接有交流负载，逆变器输出端还通过继电器常开触点K与电网相连；所述Boost升压电路包括电感L1、二极管D1、功率管VT1、电容C1，光伏组件的一个输出端与电感L1一端相连，电感L1另一端与二极管D1阳极、功率管VT1集电极相连，二极管D1阴极与电容C1一端相连，电容C1另一端与功率管VT1发射极、光伏组件的另一输出端相连；所述LLC谐振变换器包括功率管Q1、Q2，谐振电容Cr、谐振电感Lr、激磁电感Lm、变压器T1、整流二极管D2、D3、D4、D5，直流母线电容Cdc，功率管Q1的漏极与电容C1一端相连，功率管Q1的源极与谐振电容Cr一端、功率管Q2的漏极相连，谐振电容Cr另一端与谐振电感Lr一端相连，谐振电感Lr另一端与激磁电感Lm一端、变压器T1原边绕组一端相连，激磁电感Lm另一端与变压器T1原边绕组另一端、功率管Q2的源极、电容C1另一端相连，变压器T1副边绕组通过由整流二极管D2、D3、D4、D5构成的整流桥与直流母线电容Cdc两端相连；所述双向DC/DC变换器为双向Buck‑Boost变换器，双向Buck‑Boost变换器包括电容C3、电感L4、功率管Q3、Q4，电容C3两端与蓄电池并联，电容C3一端与电感L4一端相连，电感L4另一端与功率管Q3的源极、功率管Q4的漏极相连，功率管Q3的漏极与直流母线电容Cdc一端相连，直流母线电容Cdc另一端与功率管Q4的源极、电容C3另一端相连；所述逆变器包括功率管VT2、VT3、VT4、VT5，电感L2、L3，电容C2、电阻R1，功率管VT2集电极、功率管VT3集电极与直流母线电容Cdc一端相连，功率管VT4发射极、功率管VT5发射极与直流母线电容Cdc另一端相连，功率管VT2发射极与功率管VT4集电极、电感L2一端相连，电感L2另一端与电容C2一端、电阻R1一端相连，功率管VT3发射极与功率管VT5集电极、电感L3一端相连，电感L3另一端与电容C2另一端、电阻R1另一端相连；所述控制电路包括逆变器控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块、MPPT控制模块，逆变器控制模块对逆变器进行并网或离网控制，产生SPWM信号驱动功率管VT2、VT3、VT4、VT5；所述第一驱动模块对LLC谐振变换器进行驱动控制，产生PWM或PFM信号驱动功率管Q1、Q2；所述第二驱动模块对双向DC/DC变换器进行驱动控制，产生PWM信号驱动功率管Q3、Q4；所述MPPT控制模块对光伏组件最大功率输出进行控制，产生PWM信号驱动Boost升压电路功率管VT1。