專利名稱：用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供可適用于DC/AC (直流/交流)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的控制方法，特別設(shè)計用于光 伏系統(tǒng)，目的在于增強(qiáng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)效率。本發(fā)明還可適用于其它能量生成領(lǐng)域，例如通過電化 學(xué)電池或風(fēng)能的能量生成。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，光伏系統(tǒng)在社會上被廣泛接受。它們是通過一組光伏板(光伏場)和電子 轉(zhuǎn)換器所構(gòu)成的設(shè)施，其中電子轉(zhuǎn)換器變換光伏板所產(chǎn)生的能量以便根據(jù)它們是電網(wǎng)連接 設(shè)施還是隔離系統(tǒng)而注入到電力網(wǎng)或負(fù)載饋送。市場上銷售的不同光伏板以及各設(shè)施的特定特性意味著，對于相同功率輸出，所 得光伏場將具有極為不同的電壓值。為此，具有寬輸入電壓范圍的轉(zhuǎn)換器的使用受到關(guān)注。 由于DC/AC結(jié)構(gòu)的降壓性質(zhì)，一個或數(shù)個DC/DC升壓級通常包含在至光伏轉(zhuǎn)換器的入口處。

圖1示出通過DC/DC級與DC/AC級之間的聯(lián)合所構(gòu)成的光伏轉(zhuǎn)換器的示意圖。為了便于穩(wěn) 定DC/DC級輸出電壓，電容(Cbus)按照所謂的連續(xù)母線設(shè)置在這兩級之間。所述電壓稱作 母線電壓(Vbus)。DC/DC級和DC/AC級均由控制回路控制，控制回路的功能在隔離設(shè)施或電網(wǎng)連接 設(shè)施之間不同-在電網(wǎng)連接設(shè)施中，DC/DC級控制轉(zhuǎn)換器輸入電壓，以便從光伏場提取最大功率 輸出，同時DC/AC級通過控制注入電網(wǎng)的電流的幅度來調(diào)節(jié)母線電壓。-在隔離設(shè)施中，DC/DC級調(diào)節(jié)母線電壓，并且DC/AC級負(fù)責(zé)控制由轉(zhuǎn)換器饋送到 負(fù)載的輸出電壓。在兩種情況下，相應(yīng)的控制回路將確定引入各級調(diào)制器中的指令，以便建立構(gòu)成 該級的不同晶體管的通電/斷電順序。所用調(diào)制器通常屬于PWM(脈寬調(diào)制)或向量類型。所需的母線電壓值通過下列項確定所用DC/AC轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的類型、電網(wǎng)電壓值或 者隔離系統(tǒng)情況下的正弦電壓以及轉(zhuǎn)換器自感應(yīng)期間的電壓暫降。為了確保適當(dāng)?shù)臋C(jī)能， 由DC/AC逆變器輸出級所施加的最小電壓(Vinv,min)必須大于電網(wǎng)電壓峰值(或者隔離系統(tǒng)
中的正弦輸出電壓)(Gw)與轉(zhuǎn)換器自感應(yīng)期間的電壓暫降之和，如圖2所示。施加在
DC/AC輸出級的電壓取決于所使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此，例如，對于H-橋DC/AC級(圖3)，由 DC/AC級所施加的電壓與母線電壓一致。在這種情況下
權(quán)利要求
1.一種用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方法，所述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由至少一 個具有其相應(yīng)控制回路和調(diào)制器的DC/AC級構(gòu)成，其特征在于它包括-通過調(diào)節(jié)器計算各DC/AC級的輸入電壓參考值，以便使各DC/AC級在受控時間段以飽 和方式起作用；-在飽和期期間使各DC/AC級的晶體管保持切斷。
2.如權(quán)利要求1所述的用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方法，其特征 在于，通過調(diào)節(jié)器獲得各DC/AC級的所述輸入電壓參考值，所述調(diào)節(jié)器控制各DC/AC級輸出 電流的總諧波失真(THD)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方法，其特征 在于，通過調(diào)節(jié)器獲得各DC/AC級的所述輸入電壓參考值，所述調(diào)節(jié)器控制各DC/AC級在所 確定時間段的飽和時間。
4.如權(quán)利要求3所述的用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方法，其特征 在于，所述時間段在電網(wǎng)電壓周期的倍數(shù)和約數(shù)之間選取。
5.如以上權(quán)利要求中任一項所述的用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的 方法，其特征在于它包括通過各DC/AC級的輸入電壓控制回路來確定各DC/AC級的輸出電 流幅度。
6.如權(quán)利要求5所述的用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方法，其特征 在于它包括通過各DC/AC級的至少一個電流控制回路來確定引入各DC/AC級的調(diào)制器中 的參考。
7.如以上權(quán)利要求中任一項所述的用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的 方法，其特征在于它結(jié)合有至少一個DC/DC輸入級。
8.如權(quán)利要求7所述的用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方法，其特征 在于它包括通過各DC/AC級的電壓控制回路來確定各DC/DC級的電流幅度。
9.如權(quán)利要求8所述的用于對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方法，其特征 在于它包括通過電流控制回路來確定引入各DC/DC級的調(diào)制器中的參考。
10.如以上權(quán)利要求中任一項所述的對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方 法，其特征在于，所述DC/AC級是單相的。
11.如以上權(quán)利要求中任一項所述的對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方 法，其特征在于，所述DC/AC級是三相的。
12.如以上權(quán)利要求中任一項所述的對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方 法，其特征在于，所述DC/AC級是多級的。
13.如以上權(quán)利要求中任一項所述的對將直流轉(zhuǎn)換成交流的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的方 法，其特征在于，它專門設(shè)計用于光伏設(shè)施中。
全文摘要
本發(fā)明涉及可適用于專門用于光伏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換直流/交流dc/ac的結(jié)構(gòu)的控制方法。根據(jù)本發(fā)明的控制方法使半導(dǎo)體的開關(guān)損耗能夠被減小，由此提高轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的效率。本發(fā)明還可適用于其它能量領(lǐng)域，例如通過電化學(xué)電池或風(fēng)能的能量生成。
文檔編號H02M7/48GK102084583SQ200880129974
公開日2011年6月1日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者F·J·安西恩希門尼斯, J·科洛馬卡拉霍拉, L·馬羅約帕洛莫, R·岡扎萊斯塞諾西安 申請人:英格蒂姆能源公司