專利名稱：一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電網(wǎng)中太陽能發(fā)電、風力發(fā)電過程中將直流電能逆變成交流并網(wǎng)的過程，尤其是涉及一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，太陽能、風能等新能源發(fā)電裝置伴隨其制造成本的降低以及推廣力度的加大，其應(yīng)用得到快速的發(fā)展。已經(jīng)開始由補充能源向替代能源過渡，同時由供給無電地區(qū)的中小功率獨立發(fā)電系統(tǒng)向大規(guī)模的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)過渡。這些能源作為分布式發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)起到了支撐和補償作用，并且隨著經(jīng)濟發(fā)展，用電量不斷的加大，用電高峰時期電網(wǎng)不能夠滿足供電需要，這也促進了分布式發(fā)電的發(fā)展。尤其是電網(wǎng)發(fā)生極端事故時——“孤島運行”，分布式電源能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)起到積極的支持作用，保證配電網(wǎng)中重要負荷供電的連續(xù)性和可靠性。分布式發(fā)電系統(tǒng)中的電源通常有獨立發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電兩種工作模式。一般當為無電地區(qū)供電或者供電區(qū)域出現(xiàn)“孤島運行”時，分布式電源工作在獨立運行模式。當分布式電源和供電區(qū)域混合運行時，則運行在并網(wǎng)運行模式，除了保證本地負載正常工作外，還可以把多余的電能輸送給電網(wǎng)，以高效率地利用能源。逆變裝置作為分布式電源發(fā)電并網(wǎng)的核心部件，三相逆變并網(wǎng)裝置普遍采用純正弦波并網(wǎng)饋電技術(shù)，即將逆變器并網(wǎng)輸入電流控制為與電網(wǎng)同頻、同相的正弦波，實現(xiàn)單位功率因數(shù)。由于三相逆變器的并網(wǎng)和離網(wǎng)運行之間的切換過程復(fù)雜，容易產(chǎn)生沖擊電流和電壓，故一般都是并網(wǎng)或者離網(wǎng)運行模式，故如何有效解決三相并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)/離網(wǎng)平滑過渡問題，已成為當務(wù)之急。本發(fā)明從電網(wǎng)需求出發(fā)，實現(xiàn)并網(wǎng)\獨立雙模式三相逆變系統(tǒng)，通過在并網(wǎng)前，使輸出電壓跟蹤電網(wǎng)電壓的幅值和相位，在斷網(wǎng)時刻采用斷網(wǎng)前負載電壓相位幅值作為電壓基準，實現(xiàn)本逆變系統(tǒng)在工作模式轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)無縫切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)及控制方法，實現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)時完成三相逆變和并網(wǎng)控制過程，同時具有并網(wǎng)\獨立雙模式三相逆變功能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于包括一個主電路，包括分布式直流電源、直流斬波升壓電路、濾波電容、逆變電路、濾波電感器、升壓逆變器，分布式直流電源提供所需直流電能，經(jīng)直流斬波升壓電路為提高逆變系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率實現(xiàn)DC/DC，經(jīng)濾波電容消除干擾，濾波電容逆變部分采用三相全控橋 IGBT，實現(xiàn)對升壓后的DC逆變成三相AC,濾波電感器，使逆變后的三相電流波形更加平滑， 升壓變壓器實現(xiàn)逆變輸出電壓和電網(wǎng)電壓的匹配，最終實現(xiàn)并網(wǎng)；
一個DSP系統(tǒng)，用于運行系統(tǒng)控制程序、改進滯環(huán)電流算法，并將對AD轉(zhuǎn)換上來的各種數(shù)字量進行運算分析，并根據(jù)對采集數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，向IGBT驅(qū)動電路發(fā)布驅(qū)動指令，以及將電壓、電流、頻率參數(shù)送往顯示模塊，同時將數(shù)據(jù)通過通信模塊送往上位機以及接收上位機下達的控制指令，以及根據(jù)各參數(shù)邏輯關(guān)系運算在本逆變裝置并網(wǎng)\獨立工作模式轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)無縫切換；2組交流互感器，包含3個電流互感器和3個電壓互感器，用來采集逆變系統(tǒng)三相輸出電流和電網(wǎng)側(cè)三相電壓參數(shù)；2組直流互感器，包括2個霍爾電壓互感器和2個霍爾電流互感器，用于采集直流側(cè)的電壓和電流參數(shù)；1組數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊，包括濾波電路、幅值調(diào)整電路、限幅保護電路和轉(zhuǎn)換電路， 濾波電路采用低通濾波器，濾除不必要的高頻信號，消除高頻信號對采集電路的干擾；幅值調(diào)整電路是將濾波后輸出的信號加入中心偏執(zhí)電壓，使其滿足A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入要求； 限幅保護電路是為了防止信號由于干擾原因發(fā)生突跳導致信號幅度過大，超過全輸入范圍，導致A/D轉(zhuǎn)換芯片燒毀，進而損壞采集電路和后續(xù)電路；轉(zhuǎn)換電路含有兩個同時工作的 12位A/D轉(zhuǎn)換器，每個轉(zhuǎn)換器對應(yīng)3條差分輸入通道，同時采樣、轉(zhuǎn)換，保持每相電壓和電流的同步采集；2組數(shù)據(jù)檢測模塊，采集直流電源側(cè)的電流信號和電壓信號，并送往控制芯片的 ADC轉(zhuǎn)換模塊，以供控制系統(tǒng)對電源的續(xù)航能力做出評估；1組溫度傳感器，用于采集IGBT模塊的溫度，并將數(shù)據(jù)送往保護模塊，一旦超出保護模塊設(shè)定的上限，保護模塊將指令傳送給DSP，進行緊急處理，關(guān)斷驅(qū)動電路；1組IGBT驅(qū)動模塊，用于短路過流時實現(xiàn)快速、可靠軟關(guān)斷，具有光電隔離功能， 在發(fā)生故障時快速反饋給控制系統(tǒng)，供控制系統(tǒng)進行實時控制與監(jiān)測。IGBT驅(qū)動模塊由光電隔離電路、驅(qū)動電路、保護電路組成，光電隔離電路保證控制端和驅(qū)動端之間的電氣隔離；驅(qū)動電路實現(xiàn)較大的動態(tài)電流驅(qū)動能力；保護電路具有短路過流時實現(xiàn)快速、可靠軟關(guān)斷，在發(fā)生故障時快速反饋給控制系統(tǒng)，供控制系統(tǒng)進行實時控制與監(jiān)測。電壓互感器安裝在電網(wǎng)側(cè)，電流互感器安裝在分布式電源的出線處，分為三組，分別采集A相、B相、C相電壓和電流，電壓互感器和電流互感器二次側(cè)接入數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊的交流采集端，直流霍爾傳感器分別接在分布式電源輸出側(cè)和逆變器直流側(cè)，然后將檢測上來的信號送入數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊的直流采集端。本發(fā)明的控制方法包括三相軟件鎖相環(huán)控制和改進滯環(huán)電流控制，首先通過坐標變換將三相靜止坐標系(a，b，c)轉(zhuǎn)換成兩相靜止坐標系(α，β)再旋轉(zhuǎn)到以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的(d，q)坐標系，經(jīng)變換后，三相對稱靜止坐標系中的基波正弦變量將轉(zhuǎn)化成同步旋轉(zhuǎn)坐標系中的直流變量，經(jīng)轉(zhuǎn)換后，變成三相逆變器的dq模型，然后通過采用改進滯環(huán)電流控制法實現(xiàn)對逆變器的電流環(huán)控制，消除失控電流，降低開關(guān)管開關(guān)頻率。其中三相軟件鎖相環(huán)控制包括下列步驟(1)初始化；(2)采集數(shù)據(jù)；(3) AD轉(zhuǎn)換，將采集上來的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換；
(4)判斷是否需要并網(wǎng)，如果是執(zhí)行5，不是則執(zhí)行6 ；(5)將三相靜止坐標系(a，b，c)轉(zhuǎn)換成兩相靜止坐標系(α，β )；(6)將轉(zhuǎn)換后的坐標系再旋轉(zhuǎn)到以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的(d，q)坐標系；(7)將兩相靜止坐標系(α，β )進行Clark變換；(8)將以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的(d，q)坐標系進行Pack變換；(9)將三相對稱電壓波形先進行Clark變換、再進行Pack變換；( ο)假定{j幅值不變， 在q軸的投影即反應(yīng){j和d軸的關(guān)系；(11)通過調(diào)整同步信號頻率，當Ud彡0時，加大同步信號頻率；(12)當Ud彡0時，減小同步信號頻率；(13)當實現(xiàn)Ud = 0時，進行軟件鎖相控制，并執(zhí)行(15)；(14)產(chǎn)生Ud = 0時軟件鎖相控制所需同步信號頻率，并執(zhí)行(15)；(15)重復(fù)執(zhí)行(3)。改進滯環(huán)電流控制包括下列步驟(1)初始化；(2)電壓、電流采集；(3)A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并送往DSP ；(4)軟件鎖相得到電網(wǎng)相位；(5)經(jīng)過3/2相坐標變換；(6)將含有電網(wǎng)相角信息作為電流環(huán)給定；(7)變換后的電流信號和原電流比較，得出誤差信號；(8)誤差送往滯環(huán)比較器；(9)設(shè)定滯環(huán)比較器的上限；(10)設(shè)置兩個大小不等的環(huán)寬，大環(huán)接近滯環(huán)比較器的上限，保證電流穩(wěn)定在環(huán)寬限制范圍內(nèi)，小環(huán)寬度H隨補償量的大小而自動調(diào)節(jié)，但小環(huán)的寬度變化要在大環(huán)的極限范圍內(nèi)；當檢測到電流超出給定環(huán)寬的時候，調(diào)整小環(huán)寬度，增大開關(guān)管頻率，使電流在小環(huán)的環(huán)寬的范圍內(nèi)，當電流超越大環(huán)極限，進入保護狀態(tài)。(11)重復(fù)(2)，繼續(xù)控制電流。本發(fā)明具備了獨立運行和并網(wǎng)運行自適應(yīng)的能力，實現(xiàn)并網(wǎng)\獨立雙模式三相逆變，通過在并網(wǎng)前，使輸出電壓跟蹤電網(wǎng)電壓的幅值和相位，在斷網(wǎng)時刻采用斷網(wǎng)前負載電壓相位幅值作為電壓基準，實現(xiàn)本逆變系統(tǒng)在工作模式轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)無縫切換，解決了獨立逆變裝置不能并網(wǎng)的技術(shù)問題。


圖1是系統(tǒng)組成圖；圖2是三相軟件鎖相環(huán)控制流程圖；圖3是改進滯環(huán)電流控制流程圖；圖4是系統(tǒng)工作流程圖。
具體實施例方式
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參照圖1，主電路包括分布式直流電源、直流斬波升壓電路、濾波電容、逆變電路、 濾波電感器、升壓逆變器，分布式直流電源為逆變裝置的提供所需直流電能，經(jīng)直流斬波升壓電路為提高逆變裝置能量轉(zhuǎn)換效率實現(xiàn)DC/DC ；逆變部分采用三相全控橋IGBT，實現(xiàn)對升壓后的DC逆變成三相AC ；濾波電感器，使逆變后的三相電流波形更加平滑；升壓變壓器， 實現(xiàn)逆變輸出電壓和電網(wǎng)電壓的匹配，最終實現(xiàn)并網(wǎng)。2組交流互感器，包含3個電流互感器和3個電壓互感器，用來采集逆變系統(tǒng)三相輸出電流和電網(wǎng)側(cè)三相電壓等參數(shù)，送往數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊；數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊包括濾波電路、幅值調(diào)理電路、限幅保護電路和轉(zhuǎn)換模塊，濾波電路采用低通濾波器，濾除不必要的高頻信號，消除高頻信號對采集電路的干擾；幅值調(diào)理電路是將濾波后輸出的信號加入中心偏執(zhí)電壓，使其滿足A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入要求；限幅保護電路是為了防止信號由于干擾等原因發(fā)生突跳導致信號幅度過大，超過全輸入范圍， 導致A/D轉(zhuǎn)換芯片燒毀，進而損壞采集電路和后續(xù)電路；轉(zhuǎn)換電路含有兩個同時工作的12 位A/D轉(zhuǎn)換器，每個轉(zhuǎn)換器對應(yīng)3條差分輸入通道(A0/A1，B0/B1，C0/C1)，同時采樣、轉(zhuǎn)換， 保持每相電壓和電流的同步采集。為了保證并網(wǎng)的準確性，還必須保證同相的逆變電流和電網(wǎng)電壓進行同步采樣。采集轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送往DSP控制系統(tǒng)。2組直流互感器，包括2個霍爾電壓互感器和2個霍爾電流互感器，用于采集直流側(cè)的電壓和電流參數(shù)經(jīng)數(shù)據(jù)檢測模塊送往控制芯片的ADC轉(zhuǎn)換模塊，以供控制系統(tǒng)對電源的續(xù)航能力做出評估。1組溫度傳感器，用于采集IGBT模塊的溫度，并將數(shù)據(jù)送往保護模塊，一旦超出保護模塊設(shè)定的上限，保護模塊將指令傳送給DSP，進行緊急處理，關(guān)斷驅(qū)動電路。一個DSP(TMS320LF2812)系統(tǒng)，用于運行系統(tǒng)控制程序、改進滯環(huán)電流算法，并將對AD轉(zhuǎn)換上來的各種數(shù)字量進行運算分析，并根據(jù)對采集數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，向IGBT驅(qū)動電路發(fā)布驅(qū)動指令，本驅(qū)動具有較大的動態(tài)電流驅(qū)動能力，短路過流時實現(xiàn)快速、可靠軟關(guān)斷，具有光電隔離功能，具有發(fā)生故障時快速反饋給控制系統(tǒng)，供控制系統(tǒng)進行實時控制與監(jiān)測。并將電壓、電流、頻率等參數(shù)送往顯示模塊。同時將數(shù)據(jù)通過通信模塊送往上位機以及接收上位機下達的控制指令，以及根據(jù)各參數(shù)邏輯關(guān)系運算實現(xiàn)實現(xiàn)本逆變裝置并網(wǎng) \獨立工作模式轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)無縫切換。IGBT驅(qū)動模塊由光電隔離電路、驅(qū)動電路、保護電路組成，光電隔離電路保證控制端和驅(qū)動端之間的電氣隔離；驅(qū)動電路實現(xiàn)較大的動態(tài)電流驅(qū)動能力；保護電路具有短路過流時實現(xiàn)快速、可靠軟關(guān)斷，在發(fā)生故障時快速反饋給控制系統(tǒng)，供控制系統(tǒng)進行實時控制與監(jiān)測。參照圖2，其中三相軟件鎖相環(huán)控制包括下列步驟101 初始化；102采集數(shù)據(jù)；103AD轉(zhuǎn)換，將采集上來的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換；104判斷是否需要并網(wǎng)，如果是執(zhí)行105，不是則執(zhí)行114 ；105將三相靜止坐標系(a，b，c)轉(zhuǎn)換成兩相靜止坐標系(α，β )；106將轉(zhuǎn)換后的坐標系再旋轉(zhuǎn)到以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的(d，q)坐標系；107將以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的(d，q)坐標系進行Pack變換；
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108將三相對稱電壓波形先進行Clark變換、再進行Pack變換；
cooes]log假定{j幅值不變， 在q軸的投影即反應(yīng){j和d軸的關(guān)系；110通過調(diào)整同步信號頻率，當Ud > 0時，加大同步信號頻率；111當Ud彡0時，減小同步信號頻率；112當實現(xiàn)Ud = 0時，進行軟件鎖相控制，并執(zhí)行(114)；113產(chǎn)生Ud = 0時軟件鎖相控制所需同步信號頻率，并執(zhí)行(114)；114實現(xiàn)鎖相，重復(fù)執(zhí)行(103)。參照圖3，改進滯環(huán)電流控制包括下列步驟201 初始化；202電壓、電流采集；203A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并送往DSP ；204軟件鎖相得到電網(wǎng)相位；205經(jīng)過3/2相坐標變換；206將含有電網(wǎng)相角信息作為電流環(huán)給定；207變換后的電流信號和原電流比較，得出誤差信號；208誤差送往滯環(huán)比較器；209設(shè)定滯環(huán)比較器的上限；210設(shè)置兩個大小不等的環(huán)寬，大環(huán)接近滯環(huán)比較器的上限，保證電流穩(wěn)定在環(huán)寬限制范圍內(nèi)，小環(huán)寬度H隨補償量的大小而自動調(diào)節(jié)，但小環(huán)的寬度變化要在大環(huán)的極限范圍內(nèi)；當檢測到電流超出給定環(huán)寬的時候，調(diào)整小環(huán)寬度，增大開關(guān)管頻率，使電流在小環(huán)的環(huán)寬的范圍內(nèi)，當電流超越大環(huán)極限，進入保護狀態(tài)。211重復(fù)(202)，繼續(xù)控制電流。參照圖4，系統(tǒng)工作流程如下301系統(tǒng)初始化；302采集交流電壓、電流信號；303采集直流電壓、電流信號；304對采集上來的數(shù)據(jù)進行處理后，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號供DSP識別；
305進入主循環(huán)程序模塊；306將系統(tǒng)狀態(tài)信息送給通信模塊；307將系統(tǒng)狀態(tài)信息送給顯示模塊；308根據(jù)系統(tǒng)運算情況，發(fā)出SPWM波；309循環(huán)檢測中斷條件，一旦發(fā)生中斷保護，進入中斷保護子程序；310 重復(fù)執(zhí)行(3O2)。
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權(quán)利要求
1.一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于包括一個主電路，包括分布式直流電源、直流斬波升壓電路、濾波電容、逆變電路、濾波電感器、升壓逆變器，分布式直流電源提供所需直流電能，經(jīng)直流斬波升壓電路為提高逆變系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率實現(xiàn)DC/DC，經(jīng)濾波電容消除干擾，濾波電容逆變部分采用三相全控橋IGBT， 實現(xiàn)對升壓后的DC逆變成三相AC，濾波電感器，使逆變后的三相電流波形更加平滑，升壓變壓器實現(xiàn)逆變輸出電壓和電網(wǎng)電壓的匹配，最終實現(xiàn)并網(wǎng)；一個DSP系統(tǒng)，用于運行系統(tǒng)控制程序、改進滯環(huán)電流算法，并將對AD轉(zhuǎn)換上來的各種數(shù)字量進行運算分析，并根據(jù)對采集數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，向IGBT驅(qū)動電路發(fā)布驅(qū)動指令，以及將電壓、電流、頻率參數(shù)送往顯示模塊，同時將數(shù)據(jù)通過通信模塊送往上位機以及接收上位機下達的控制指令，以及根據(jù)各參數(shù)邏輯關(guān)系運算在本逆變裝置并網(wǎng)\獨立工作模式轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)無縫切換；2組交流互感器，包含3個電流互感器和3個電壓互感器，用來采集逆變裝置三相輸出電流和電網(wǎng)側(cè)三相電壓等參數(shù)；2組直流互感器，包括2個霍爾互感器和2個霍爾電流互感器，用于采集直流側(cè)的電壓和電流參數(shù)；1組數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊，包括濾波電路、幅值調(diào)整電路、限幅保護電路和轉(zhuǎn)換電路，濾波電路采用低通濾波器，濾除不必要的高頻信號，消除高頻信號對采集電路的干擾；幅值調(diào)整電路是將濾波后輸出的信號加入中心偏執(zhí)電壓，使其滿足A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入要求；限幅保護電路是為了防止信號由于干擾原因發(fā)生突跳導致信號幅度過大，超過全輸入范圍，導致A/D轉(zhuǎn)換芯片燒毀，進而損壞采集電路和后續(xù)電路；轉(zhuǎn)換電路含有兩個同時工作的12位 A/D轉(zhuǎn)換器，每個轉(zhuǎn)換器對應(yīng)3條差分輸入通道，同時采樣、轉(zhuǎn)換，保持每相電壓和電流的同步米集；2組數(shù)據(jù)檢測模塊，采集直流電源側(cè)的電流信號和電壓信號，并送往控制芯片的ADC轉(zhuǎn)換模塊，以供控制系統(tǒng)對電源的續(xù)航能力做出評估；1組溫度傳感器，用于采集IGBT模塊的溫度，并將數(shù)據(jù)送往保護模塊，一旦超出保護模塊設(shè)定的上限，保護模塊將指令傳送給DSP系統(tǒng)，進行緊急處理，關(guān)斷驅(qū)動電路；1組IGBT驅(qū)動模塊，用于短路過流時實現(xiàn)快速、可靠軟關(guān)斷，具有光電隔離功能，在發(fā)生故障時快速反饋給控制系統(tǒng)，供控制系統(tǒng)進行實時控制與監(jiān)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于DSP系統(tǒng)包括電源模塊、無源晶振模塊、存儲模塊、I/O接口、ADC采集模塊、顯示模塊以及通信模塊，電源模塊用于為最小系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電源，同時保證系統(tǒng)具有較強的抗干擾性；無源晶振模塊為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的15MHz的振蕩頻率；存儲模塊為系統(tǒng)提供可供數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)存儲器和存儲程序的程序存儲器；I/O接口具有數(shù)字量傳輸和控制量傳輸?shù)墓δ?；ADC采集模塊用于將霍爾互感器采集上來的直流量經(jīng)過檢測電路采集上來后，送給ADC采集模塊，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后由DSP識別；顯示模塊用于將電壓、電流、頻率參數(shù)顯示出來以供技術(shù)/維護人員隨時了解系統(tǒng)運行情況和信息；通信模塊用于將數(shù)據(jù)通過通信模塊送往上位機以及接收上位機下達的控制指令，保護模塊用于監(jiān)測系統(tǒng)的溫度、電流等信息，一旦越線立即對系統(tǒng)進行保護。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于IGBT驅(qū)動模塊由光電隔離電路、驅(qū)動電路、保護電路組成，光電隔離電路保證控制端和驅(qū)動端之間的電氣隔離；驅(qū)動電路實現(xiàn)較大的動態(tài)電流驅(qū)動能力；保護電路具有短路過流時實現(xiàn)快速、可靠軟關(guān)斷，在發(fā)生故障時快速反饋給控制系統(tǒng)，供控制系統(tǒng)進行實時控制與監(jiān)測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于交流電壓互感器安裝在電網(wǎng)側(cè)，交流電流互感器安裝在分布式電源的出線處，分為三組，分別采集A相、 B相、C相電壓和電流，電壓互感器和電流互感器二次側(cè)接入數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊的交流采集端，直流霍爾傳感器分別接在分布式電源輸出側(cè)和逆變器直流側(cè)，然后將檢測上來的信號送入數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊的直流采集端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括三相軟件鎖相環(huán)控制和改進滯環(huán)電流控制，首先通過坐標變換將三相靜止坐標系(a，b，c)轉(zhuǎn)換成兩相靜止坐標系(α，β)再旋轉(zhuǎn)到以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的(d，q) 坐標系，這樣，經(jīng)變換后，三相對稱靜止坐標系中的基波正弦變量將轉(zhuǎn)化成同步旋轉(zhuǎn)坐標系中的直流變量，經(jīng)轉(zhuǎn)換變成三相逆變器的dq模型，然后通過采用改進滯環(huán)電流控制法實現(xiàn)對逆變器的電流環(huán)控制，消除失控電流，降低開關(guān)管開關(guān)頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制方法，其特征在于三相軟件鎖相環(huán)控制包括下列步驟(1)初始化；(2)采集數(shù)據(jù)；(3)AD轉(zhuǎn)換，將采集上來的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換；(4)判斷是否需要并網(wǎng)，如果是執(zhí)行5，不是則執(zhí)行6；(5)將三相靜止坐標系(a，b，c)轉(zhuǎn)換成兩相靜止坐標系(α，β)；(6)將轉(zhuǎn)換后的坐標系再旋轉(zhuǎn)到以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的(d，q)坐標系；(7)將兩相靜止坐標系(α，β)進行Clark變換；(8)將以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的(d，q)坐標系進行Pack變換；(9)將三相對稱電壓波形先進行Clark變換、再進行Pack變換；( ο)假定 幅值不變， 在q軸的投影即反應(yīng) 和d軸的關(guān)系；(11)通過調(diào)整同步信號頻率，當Ud彡0時，加大同步信號頻率；(12)當Ud彡0時，減小同步信號頻率；(13)當實現(xiàn)Ud= 0時，進行軟件鎖相控制，并執(zhí)行(15)；(14)產(chǎn)生Ud= 0時軟件鎖相控制所需同步信號頻率，并執(zhí)行(15)；(15)重復(fù)執(zhí)行(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制方法，其特征在于改進滯環(huán)電流控制包括下列步驟(1)初始化；(2)電壓、電流采集；(3)A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并送往DSP ；(4)軟件鎖相得到電網(wǎng)相位；(5)經(jīng)過3/2相坐標變換；(6)將含有電網(wǎng)相角信息作為電流環(huán)給定；(7)變換后的電流信號和原電流比較，得出誤差信號；(8)誤差送往滯環(huán)比較器；(9)設(shè)定滯環(huán)比較器的上限；(10)設(shè)置兩個大小不等的環(huán)寬，大環(huán)接近滯環(huán)比較器的上限，保證電流穩(wěn)定在環(huán)寬限制范圍內(nèi)，小環(huán)寬度H隨補償量的大小而自動調(diào)節(jié)，但小環(huán)的寬度變化要在大環(huán)的極限范圍內(nèi)；當檢測到電流超出給定環(huán)寬的時候，調(diào)整小環(huán)寬度，增大開關(guān)管頻率，使電流在小環(huán)的環(huán)寬的范圍內(nèi)，當電流超越大環(huán)極限，進入保護狀態(tài)；(11)重復(fù)(2)，繼續(xù)控制電流。
全文摘要
一種微電網(wǎng)三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，包括主電路DSP系統(tǒng)、2組交流互感器、1組直流互感器、1組數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊、1組直流數(shù)據(jù)采集模塊、1組溫度傳感器、1組IGBT驅(qū)動模塊，本發(fā)明使三相逆變系統(tǒng)具備了獨立運行和并網(wǎng)運行自適應(yīng)的能力，實現(xiàn)并網(wǎng)\獨立雙模式三相逆變系統(tǒng)，通過在并網(wǎng)前，使輸出電壓跟蹤電網(wǎng)電壓的幅值和相位，在斷網(wǎng)時刻采用斷網(wǎng)前負載電壓相位幅值作為電壓基準，使本逆變系統(tǒng)在工作模式轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)無縫切換，解決了獨立逆變系統(tǒng)不能并網(wǎng)的技術(shù)問題。
文檔編號H02H3/08GK102222931SQ201110098230
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者孟祥萍, 張卓, 張紅, 張龍斌, 敖明, 王暉, 界金星, 皮玉珍, 紀秀, 苑全德, 譚萬禹, 郭莉 申請人:吉林省電力有限公司電力科學研究院, 吉林省電力科學研究院有限公司, 長春工程學院