專利名稱：大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的數(shù)字化方法，屬于并網(wǎng)逆變器控制方法的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三相PWM型并網(wǎng)逆變器可實(shí)現(xiàn)以任意功率因數(shù)向電網(wǎng)饋送能量，隨著可再生能源并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，三相大功率并網(wǎng)逆變器的控制技術(shù)已成為研究的熱點(diǎn)之一。并網(wǎng)逆變器在實(shí)際運(yùn)行中，由于閉環(huán)電流反饋控制的存在，通常只控制電流數(shù)字控制器的電流給定，而將輸出的初始值設(shè)為O。由于并網(wǎng)時(shí)刻的不同和DSP控制滯后的影響，并網(wǎng)逆變器的輸出電壓與電網(wǎng)電壓在并網(wǎng)瞬間存在幅值與相位差，等效電路圖如圖3所示，會(huì)造成并網(wǎng)瞬間電感沖擊電流過大。另外，并網(wǎng)電流過大易造成電感飽和，從而會(huì)使 得電路中電流激增，進(jìn)而引起保護(hù)裝置動(dòng)作，甚至損壞開關(guān)器件。圖I和圖2為常見的三相并網(wǎng)逆變器拓?fù)潆娐穲D，目前常用的并網(wǎng)啟動(dòng)方法有如下幾種第一種方法是通過并網(wǎng)沖擊電流與投入時(shí)刻的關(guān)系，選擇最佳點(diǎn)將并網(wǎng)逆變器切入電網(wǎng)，這種方法是抑制單相逆變器并網(wǎng)沖擊電流的有效方法之一，但是對(duì)于三相并網(wǎng)逆變器，三相相差120°，不可能同時(shí)達(dá)到最佳時(shí)刻點(diǎn)，并網(wǎng)時(shí)刻仍然會(huì)使至少一相存在沖擊電流，會(huì)對(duì)逆變器與電網(wǎng)造成影響；第二種方法是并網(wǎng)繼電器閉合之前，使逆變器處于獨(dú)立運(yùn)行模式，將逆變器的輸出電壓與市電電壓同頻同相同幅值后，再閉合并網(wǎng)開關(guān)，這種方法可以有效減小啟動(dòng)沖擊電流，但是在并網(wǎng)前逆變器已工作，會(huì)造成部分能量的浪費(fèi)，且逆變器由獨(dú)立模式過渡到并網(wǎng)模式時(shí),過程較為復(fù)雜,有產(chǎn)生沖擊電流的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的不足，提出的一種用于抑制大功率并網(wǎng)逆變器的啟動(dòng)沖擊電流的裝置，解決了大功率并網(wǎng)系統(tǒng)中由于啟動(dòng)沖擊電流的存在，對(duì)開關(guān)器件及電網(wǎng)造成的不良影響，同時(shí)提出了一種在任何時(shí)刻并網(wǎng)均可抑制沖擊電流的有效方法。本發(fā)明所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的裝置為在交直流逆變器的交流側(cè)依次配置有濾波電感、電流傳感器、交流電壓傳感器、交流緩沖繼電器及交流繼電器，在交直流逆變器的直流側(cè)配置有PWM單元(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)、DSP控制單元(Digital Signal Processing,數(shù)字信號(hào)處理)及電壓電流采樣單元，同時(shí)在交直流逆變器的直流側(cè)還配置有電壓測(cè)量單元。所述的DSP控制單元內(nèi)有電流數(shù)字控制器及周期寄存器。所述的DSP控制單元內(nèi)有三個(gè)電流數(shù)字控制器，所述的三個(gè)電流數(shù)字控制器分別控制三相并網(wǎng)電流。進(jìn)一步的，所述的電流數(shù)字控制器為PI控制器。利用所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)字化抑制的方法為第一步逆變器啟動(dòng)前，DSP控制單元封鎖PWM單元脈沖，上位機(jī)的啟動(dòng)命令下傳到DSP控制單元后，DSP控制單元檢測(cè)三相市電電壓、通過鎖相環(huán)節(jié)獲得市電電壓的相位與頻率、通過電壓、電流采樣單元獲得三相市電電壓的瞬時(shí)值化仏)> uh (k) > uc (k)；
第二步根據(jù)三相市電電壓的采樣值100、外(10、《。(10和逆變器直流側(cè)電壓測(cè)量單元的電壓采樣值Vd。以及DSP控制單元的事件管理器中周期寄存器的TlPR值，得到
k時(shí)刻三相市電調(diào)制波
權(quán)利要求
1.大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的裝置，其特征在于，在交直流逆變器的交流側(cè)依次配置有濾波電感、電流傳感器、交流電壓傳感器、交流緩沖繼電器及交流繼電器，在交直流逆變器的直流側(cè)配置有PWM單元、DSP控制單元及電壓電流采樣單元，同時(shí)在交直流逆變器的直流側(cè)還配置有電壓測(cè)量單元。
2.如權(quán)利要求I所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的裝置，其特征在于，所述的DSP控制單元內(nèi)有電流數(shù)字控制器及周期寄存器。
3.如權(quán)利要求I所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的裝置，其特征在于，所述的DSP控制單元內(nèi)有三個(gè)電流數(shù)字控制器，所述的三個(gè)電流數(shù)字控制器分別控制三相并網(wǎng)電流。
4.如權(quán)利要求2所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的裝置，其特征在于，所述的電流數(shù)字控制器為PI控制器。
5.利用如權(quán)利要求I所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)字化抑制的方法為 第一步逆變器啟動(dòng)前，DSP控制單元封鎖PWM單元脈沖，上位機(jī)的啟動(dòng)命令下傳到DSP控制單元后，DSP控制單元檢測(cè)三相市電電壓、通過鎖相環(huán)節(jié)獲得市電電壓的相位與頻率、通過電壓、電流采樣單元獲得三相市電電壓的瞬時(shí)值(k) > uh (k) > uc (k)； 第二步根據(jù)三相市電電壓的采樣值化00、外00、《。(10和逆變器直流側(cè)電壓測(cè)量單元的電壓采樣值Vd。以及DSP控制單元的事件管理器中周期寄存器的TlPR值，得到k時(shí)刻三相市電調(diào)制
6.如權(quán)利要求5所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的數(shù)字化抑制的方法，其特征為，當(dāng)三相市電電壓滿足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，逆變器輸出電壓與市電同頻同相同幅值。
7.如權(quán)利要求5所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的數(shù)字化抑制的方法，其特征為，所述DSP控制單元的電流數(shù)字控制器開始工作的條件為閉合交流繼電器。
8.如權(quán)利要求5所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的數(shù)字化抑制的方法，其特征為，當(dāng)電流數(shù)字控制器在* + 時(shí)刻投入運(yùn)行時(shí)，將三相調(diào)制波在t + 時(shí)刻的值
9.如權(quán)利要求5所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的數(shù)字化抑制的方法，其特征為，當(dāng)電流數(shù)字控制器在Α·+ 時(shí)刻投入運(yùn)行后，Α·+ 時(shí)刻以后的三相調(diào)制波的值由電流數(shù)字控制器的差分方程計(jì)算得到的輸出值來確定，不再由市電采樣值的計(jì)算來確定。
10.如權(quán)利要求9所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的數(shù)字化抑制的方法，其特征為，所述的電流數(shù)字控制器的差分方程為
11.如權(quán)利要求10所述的大功率并網(wǎng)逆變器抑制啟動(dòng)沖擊電流的數(shù)字化抑制的方法，其特征為，所述的給定電流指的是正弦交流電流指令。
全文摘要
本發(fā)明公開的是一種抑制大功率并網(wǎng)逆變器沖擊電流的數(shù)字化方法，并網(wǎng)逆變器由直流電壓源、三相逆變橋、濾波電感、濾波電容以及電流數(shù)字控制器組成，并網(wǎng)逆變器在響應(yīng)啟動(dòng)命令時(shí)，將檢測(cè)三相市電電壓的幅值與相位，并根據(jù)市電電壓計(jì)算出調(diào)制波的值，若直流側(cè)電壓滿足逆變器并網(wǎng)最低電壓，逆變器交流接觸器閉合，將此刻調(diào)制波的值作為數(shù)字控制器輸出的初始值并開始數(shù)字控制器的工作，使并網(wǎng)逆變器在初始時(shí)刻就達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，不經(jīng)歷過渡過程，即可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)無沖擊。本發(fā)明適用于各種形式的PWM型并網(wǎng)逆變器，使得在任何時(shí)刻并網(wǎng)，并網(wǎng)電流均可以直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，實(shí)現(xiàn)平滑無沖擊并網(wǎng)。
文檔編號(hào)H02M1/32GK102780414SQ20121000998
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者匡金華, 周志文, 張宇, 張曉琳, 李民英, 王多平 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué), 廣東志成冠軍集團(tuán)有限公司