專利名稱：無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)用逆變器，尤其是指一種分布式電網(wǎng)用無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)的發(fā)展，逆變器并聯(lián)技術(shù)已成為一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。按照逆變模塊間是否存在信號互聯(lián)線和信息交互，逆變器并聯(lián)控制技術(shù)可分為兩大類有信號互聯(lián)線并聯(lián)技術(shù)和無信號互聯(lián)線并聯(lián)技術(shù)。其中無信號互聯(lián)線逆變器并聯(lián)技術(shù)由于逆變模塊間無需信息交互，較適合于大范圍的分布式發(fā)電系統(tǒng)。
而現(xiàn)有無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器的方案基本都是基于傳統(tǒng)的PQ下垂法以及在其基礎(chǔ)上發(fā)展的一系列控制方法。PQ下垂法的基本原理為各逆變模塊檢測自身的輸出電壓和電感電流(或輸出電流)，計(jì)算出各自輸出的有功功率P和無功功率Q，然后根據(jù)P、Q與輸出電壓幅值和相位的關(guān)系，對輸出電壓的幅值和頻率進(jìn)行下垂控制，從而實(shí)現(xiàn)各逆變模塊間的功率均分。目前PQ下垂法較多應(yīng)于與單相逆變器無信號互連線并聯(lián)控制領(lǐng)域，而應(yīng)用于三相逆變器并聯(lián)的研究與應(yīng)用較少。中國公開號為CN101917022A的發(fā)明專利，名稱為“一種已有的無互連線并聯(lián)方案”即公開了一種可以無互聯(lián)線并聯(lián)工作的三相逆變器及其控制方法，采用PQ下垂控制法得到幅值下垂調(diào)節(jié)量AU和相位下垂調(diào)節(jié)量△ e，幅值下垂調(diào)節(jié)量AU對電壓基準(zhǔn)信號Udvrf進(jìn)行微調(diào)，相位下垂調(diào)節(jié)量A 0對同步控制單元的輸出相位同步信號esyn進(jìn)行微調(diào)，以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行。但該方案需要對PQ下垂法得到的相位下垂調(diào)節(jié)量△ e和相位同步信號作差，以此實(shí)現(xiàn)頻率下垂調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單且可實(shí)現(xiàn)三相逆變器的并聯(lián)模塊化，提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性和冗余性的無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器及其控制方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器，它包括三相逆變電路及逆變及并聯(lián)控制電路，其中，所述三相逆變電路包括依次連接的輸入側(cè)直流電源模塊，三相逆變橋模塊，三相變壓器模塊及輸出三相濾波電容模塊；所述逆變及并聯(lián)控制電路包括門極驅(qū)動(dòng)模塊、電感電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊及控制模塊，所述門極驅(qū)動(dòng)模塊、電感電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊均與控制模塊相連；所述門極驅(qū)動(dòng)模塊輸出連接三相逆變電路的三相逆變橋模塊；所述電感電流采樣模塊與三相逆變電路的三相變壓器模塊相連，用于采樣得到三相變壓器模塊的電感電流；所述輸出電壓米樣模塊與三相逆變電路的輸出三相濾波電容模塊相連，用于米樣得到輸出三相濾波電容模塊的輸出電壓；
所述控制模塊包括，Α/D轉(zhuǎn)換單元，用于將電感電流及輸出電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號； abc/dq變換單元，用于將電感電流和輸出電壓的數(shù)字信號變換得到電感電流和輸出電壓的反饋量；瞬時(shí)功率計(jì)算單元，用于根據(jù)電感電流反饋量和輸出電壓反饋量計(jì)算得到三相逆變器的瞬時(shí)輸出有功功率P和無功功率Q ；d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，用于將輸出電壓反饋量和d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號作差得到d軸電壓環(huán)誤差信號；q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，用于將輸出電壓反饋量和q軸輸出電壓幅值 基準(zhǔn)信號作差得到q軸電壓環(huán)誤差信號；電壓環(huán)控制器單元，用于將d軸電壓環(huán)誤差信號和q軸電壓環(huán)誤差信號進(jìn)行電壓環(huán)控制得到電感電流幅值基準(zhǔn)信號；電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元，用于將電感電流幅值基準(zhǔn)信號與電感電流反饋量作差，得到電流環(huán)誤差號；電流環(huán)控制器單元，用于對電流環(huán)誤差信號進(jìn)行電流環(huán)控制后得到調(diào)制比信號；dq/abc變換單元，用于對調(diào)制比信號進(jìn)行dq/abc變換得到三相調(diào)制波信號；PQ下垂控制單元，用于根據(jù)輸出有功功率P和無功功率Q計(jì)算得到d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號和輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號；開關(guān)周期控制單元，用于對輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號進(jìn)行開關(guān)周期控制，從而轉(zhuǎn)變成為角頻率的開關(guān)周期控制信號；PWM信號控制器，用于以三相調(diào)制波信號和角頻率的開關(guān)周期控制信號為基礎(chǔ)形成三相PWM信號輸出；所述Α/D轉(zhuǎn)換單元輸入分別連接電感電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊，輸出連接abc/dq變換單元；所述abc/dq變換單元分四路,第一路連接瞬時(shí)功率計(jì)算單元,第二路連接d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第三路連接q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第四路連接電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元；所述瞬時(shí)功率計(jì)算單元輸出連接PQ下垂控制單元，PQ下垂控制單元分三路輸出，一路輸出連接d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第二路輸出連接q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第三路輸出連接開關(guān)周期控制單元；所述d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元輸出連接電壓環(huán)控制器單元，所述q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元輸出連接電壓環(huán)控制器單元；所述電壓環(huán)控制器輸出連接電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元，所述電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元輸出連接電流環(huán)控制器單元，電流環(huán)控制器單元輸出連接dq/abc變換單元，dq/abc變換單元輸出連接PWM信號控制器，PWM信號控制器還輸入連接開關(guān)周期控制單元；上述結(jié)構(gòu)中，所述控制裝置為DSP控制器或嵌入式AMR控制器。本發(fā)明還涉及一種無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器控制方法，它包括步驟A)、采樣并聯(lián)運(yùn)行的三相逆變器的電感電流和輸出電壓，并將采集的電感電流和輸出電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；B)、將電感電流和輸出電壓的數(shù)字信號進(jìn)行abc/dq變換得到電感電流和輸出電壓的反饋量；
C)、將電感電流反饋量和輸出電壓反饋量根據(jù)dqO坐標(biāo)系下的瞬時(shí)功率公式計(jì)算得到三相逆變器的瞬時(shí)輸出有功功率P和無功功率Q ;D)、將輸出有功功率P和無功功率Q經(jīng)過下垂方程Vtof=VtTn1 X Q，fXP計(jì)算得到d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號和輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號，并對輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號的范圍進(jìn)行限定，超過限定的最高頻率則取最大值，低于限定的最低頻率則取最小值；E)、將輸出電壓反饋量和d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號作差，得到d軸電壓環(huán)誤差信號；將輸出電壓反饋量和q軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號經(jīng)q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元作差后得到q軸電壓環(huán)誤差信號； F)、將d軸電壓環(huán)誤差信號和q軸電壓環(huán)誤差信號通過電壓環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，得到電感電流幅值基準(zhǔn)信號；G)、將電感電流幅值基準(zhǔn)信號與電感電流反饋量作差，得到電流環(huán)誤差信號，對電流環(huán)誤差信號通過電流環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，得到調(diào)制比信號；H)、對調(diào)制比信號進(jìn)行dq/abc變換得到三相調(diào)制波信號；I)、對輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號進(jìn)行開關(guān)周期控制，乘以系統(tǒng)的頻率比，從而轉(zhuǎn)變成為角頻率的開關(guān)周期控制信號；J)、以三相調(diào)制波信號和角頻率的開關(guān)周期控制信號為基礎(chǔ)形成三相PWM信號輸出；K)、輸出的三相PWM信號通過門極驅(qū)動(dòng)控制三相逆變橋功率開關(guān)管的工作，實(shí)現(xiàn)三相逆變器的無信號互聯(lián)線并聯(lián)工作。本發(fā)明的有益效果在于在三相逆變器的無信號互聯(lián)線并聯(lián)控制中采用了瞬時(shí)功率開關(guān)周期的PQ下垂控制法，相比傅里葉分解法和電壓電流相移法，從動(dòng)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)速度兩個(gè)方面提高了逆變器的動(dòng)態(tài)特性，PQ下垂控制后得到的角頻率信號直接作為PWM信號控制器的角頻率參考量，對三相逆變器的輸出電壓角頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外對PQ下垂控制后得到的角頻率信號，即PWM信號控制器的角頻率參考量的變化范圍進(jìn)行限定，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的同時(shí)能夠有效防止因PQ下垂控制可能造成的輸出頻率突變和變化范圍過大的問題，提高系統(tǒng)的可靠性。


下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)圖I為由多個(gè)本發(fā)明產(chǎn)品并聯(lián)工作時(shí)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明的產(chǎn)品構(gòu)成框圖；圖3為本發(fā)明的控制原理框圖；圖4為本發(fā)明的實(shí)施例中兩臺三相逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)波形；圖5為本發(fā)明的實(shí)施例中一臺三相逆變器運(yùn)行時(shí)第二臺逆變器切入的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)波形；圖6為本發(fā)明的實(shí)施例中兩臺三相逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)第二臺逆變器切除的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)波形；圖7為本發(fā)明的實(shí)施例中兩臺三相逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)負(fù)載突變的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)波形。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。請參閱圖I以及圖2，本發(fā)明涉及一種無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器，它包括三相逆變電路及逆變及并聯(lián)控制電路，其中，所述三相逆變電路包括依次連接的輸入側(cè)直流電源模塊，三相逆變橋模塊，三相變壓器模塊及輸出三相濾波電容模塊；所述逆變及并聯(lián)控制電路包括門極驅(qū)動(dòng)模塊、電感電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊及控制模塊，所述門極驅(qū)動(dòng)模塊、電感電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊均與控制模塊相連；所述門極驅(qū)動(dòng)模塊輸出連接三相逆變電路的三相逆變橋模塊；所述電感電流采樣模塊與三相逆變電路的三相變壓器模塊相連，用于采樣得到三相變壓器模塊的電感電流；所述輸出電壓米樣模塊與三相逆變電路的輸出三相濾波電容模塊相連，用于米樣得到輸出三 相濾波電容模塊的輸出電壓；作為一實(shí)施例，上述電感電流采樣模塊直接與三相變壓器模塊的漏感相連，如此，三相變壓器模塊的漏感充當(dāng)濾波電感，與輸出三相濾波電容模塊一起構(gòu)成濾波電路，節(jié)省了濾波電路原本需要串入的濾波電感。所述控制模塊可采用DSP控制器或嵌入式ARM控制器來實(shí)現(xiàn)，它具體包括Α/D轉(zhuǎn)換單元，用于將電感電流及輸出電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號k和U。；abc/dq變換單元，用于將電感電流和輸出電壓的數(shù)字信號變換得到電感電流反饋量idq和輸出電壓的反饋量Udq ；瞬時(shí)功率計(jì)算單元，用于根據(jù)電感電流反饋量idq和輸出電壓反饋量Udq計(jì)算得到三相逆變器的瞬時(shí)輸出有功功率P和無功功率Q ；d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，用于將d軸輸出電壓反饋量和d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號Vdref作差得到d軸電壓環(huán)誤差信號；q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單兀，用于將q軸輸出電壓反饋量Uq和q軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號Vvrf作差得到q軸電壓環(huán)誤差信號；電壓環(huán)控制器單元，用于將d軸電壓環(huán)誤差信號和q軸電壓環(huán)誤差信號進(jìn)行電壓環(huán)控制得到電感電流幅值基準(zhǔn)信號Idvrf ;電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元，用于將電感電流幅值基準(zhǔn)信號與電感電流反饋量idq作差，得到電流環(huán)誤差信號；電流環(huán)控制器單元，用于對電流環(huán)誤差信號進(jìn)行電流環(huán)控制后得到調(diào)制比信號
kdq ；dq/abc變換單元，用于對調(diào)制比信號kdq進(jìn)行dq/abc變換得到三相調(diào)制波信號；PQ下垂控制單元，用于根據(jù)輸出有功功率P和無功功率Q計(jì)算得到d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號和輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號ωη;開關(guān)周期控制單元，用于對輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號ωη進(jìn)行開關(guān)周期控制，從而轉(zhuǎn)變成為角頻率的開關(guān)周期控制信號；PWM信號控制器，用于以三相調(diào)制波信號和角頻率的開關(guān)周期控制信號為基礎(chǔ)形成三相PWM信號輸出；
所述A/D轉(zhuǎn)換單兀輸入分別連接電感電流米樣模塊、輸出電壓米樣模塊，輸出連接abc/dq變換單元；所述abc/dq變換單元分四路,第一路連接瞬時(shí)功率計(jì)算單元,第二路連接d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第三路連接q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第四路連接電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元；所述瞬時(shí)功率計(jì)算單元輸出連接PQ下垂控制單元，PQ下垂控制單元分三路輸出，一路輸出連接d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第二路輸出連接q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第三路輸出連接開關(guān)周期控制單元；所述d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元輸出連接電壓環(huán)控制器單元，所述q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元輸出連接電壓環(huán)控制器單元；所述電壓環(huán)控制器輸出連接電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元，所述電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元輸出連接電流環(huán)控制器單元，電流環(huán)控制器單元輸出連接dq/abc變換單元，dq/abc變換單元輸出連接PWM信號控制器，PWM信號控制器還輸入連接開關(guān)周期控制單元。本發(fā)明還涉及一種無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器 控制方法，它包括步驟A)、采樣并聯(lián)運(yùn)行的三相逆變器的電感電流和輸出電壓，并將采集的電感電流和輸出電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，得到對應(yīng)的數(shù)字量k和U。；B)、將電感電流k和輸出電壓U。的數(shù)字信號進(jìn)行abc/dq變換得到電感電流反饋量idq和輸出電壓的反饋量Udq ；C)、將電感電流反饋量id(1和輸出電壓反饋量Udq根據(jù)dqO坐標(biāo)系下的瞬時(shí)功率公式計(jì)算得到三相逆變器的瞬時(shí)輸出有功功率P和無功功率Q，計(jì)算公式如下P=VdX Id+VqX Iq, Q=VqX Id-VdX Iq,公式中Id、Iq是三相電感電流經(jīng)過abc/dqO變換后的直流分量，vd> Vq是三相輸出電壓經(jīng)過abc/dqO變換后的電壓分量；D)、將輸出有功功率P和無功功率Q根據(jù)下垂方程Vdref=VtTn1XQ, co ref= co ^m1 XP計(jì)算得到d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號Vdref和輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號《 ref,并對輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號的范圍進(jìn)行限定，超過限定的最高頻率則取最大值，低于限定的最低頻率則取最小值；在下垂方程中，《0和Vtl為逆變模塊空載運(yùn)行時(shí)的輸出電壓頻率和幅值，Hl1和Il1是系統(tǒng)的頻率下垂系數(shù)和幅值下垂系數(shù)；E)、將d軸輸出電壓反饋量Ud和d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號Vdref作差，得到d軸電壓環(huán)誤差信號；將q軸輸出電壓反饋量Uq和q軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號V_f經(jīng)q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元作差后得到q軸電壓環(huán)誤差信號；F)、將d軸電壓環(huán)誤差信號和q軸電壓環(huán)誤差信號通過電壓環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，得到電感電流幅值基準(zhǔn)信號Idvrf ;G)、將電感電流幅值基準(zhǔn)信號Idvrf與電感電流反饋量idq作差，得到電流環(huán)誤差信號，對電流環(huán)誤差信號通過電流環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，得到調(diào)制比信號kdq ；H)、對調(diào)制比信號kdq進(jìn)行dq/abc變換得到三相調(diào)制波信號；I)、對輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號進(jìn)行開關(guān)周期控制，乘以系統(tǒng)的頻率比，從而轉(zhuǎn)變成為角頻率的開關(guān)周期控制信號；J)、以三相調(diào)制波信號和角頻率的開關(guān)周期控制信號為基礎(chǔ)形成三相PWM信號輸出；K)、輸出的三相PWM信號通過門極驅(qū)動(dòng)控制三相逆變橋功率開關(guān)管的工作，實(shí)現(xiàn)三相逆變器的無信號互聯(lián)線并聯(lián)工作。
本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例為可以無信號互聯(lián)線并聯(lián)工作的IkW三相逆變器，其額定輸出相電壓有效值為106V/50HZ，整個(gè)并聯(lián)系統(tǒng)由兩臺上述三相逆變器組成。本實(shí)施例的并聯(lián)均流控制與圖3所示一致，通過PQ下垂控制法調(diào)節(jié)輸出電壓幅值基準(zhǔn)和輸出電壓角頻率基準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)系統(tǒng)的均流輸出。圖4至圖7為兩臺采用本發(fā)明控制方法的三相逆變器并聯(lián)工作時(shí)的輸出電流波形。各圖中，im和iU2分別為兩臺三相逆變器并聯(lián)工作時(shí)的U相輸出電流波形。圖4為逆變器并聯(lián)穩(wěn)態(tài)工作電流波形；圖5為第一臺逆變器單獨(dú)工作時(shí)第二臺逆變器切入瞬間動(dòng)態(tài)電流波形；圖6為兩臺逆變器并聯(lián)，第二臺切除瞬間動(dòng)態(tài)電流波形；圖7為逆變器并聯(lián)工作，負(fù)載突變時(shí)電流動(dòng)態(tài)波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明的三相逆變器無信號互聯(lián)線并聯(lián)工作時(shí)的輸出電流得到均分，并聯(lián)系統(tǒng)具有良好的并聯(lián)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性；逆變器切入和切除的動(dòng)態(tài)恢復(fù)時(shí)間較快，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)負(fù)載突變電流波形很快穩(wěn)定，并聯(lián)系統(tǒng)同時(shí)具有良好的動(dòng)態(tài)性能。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，包括三相電感替代三相變壓器進(jìn)行濾波、電感電流采樣點(diǎn)的不同、輸出濾波電容的接法不同以及由頻率f下垂代替角頻率ωη·下垂控制的方法等，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器，其特征在于它包括三相逆變電路及逆變及并聯(lián)控制電路， 其中，所述三相逆變電路包括依次連接的輸入側(cè)直流電源模塊，三相逆變橋模塊，三相變壓器模塊及輸出三相濾波電容模塊； 所述逆變及并聯(lián)控制電路包括門極驅(qū)動(dòng)模塊、電感電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊及控制模塊，所述門極驅(qū)動(dòng)模塊、電感電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊均與控制模塊相連；所述門極驅(qū)動(dòng)模塊輸出連接三相逆變電路的三相逆變橋模塊；所述電感電流采樣模塊與三相逆變電路的三相變壓器模塊相連，用于采樣得到三相變壓器模塊的電感電流；所述輸出電壓米樣模塊與三相逆變電路的輸出三相濾波電容模塊相連，用于米樣得到輸出三相濾波電容模塊的輸出電壓； 所述控制模塊包括， Α/D轉(zhuǎn)換單元，用于將電感電流及輸出電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號； abc/dq變換單元，用于將電感電流和輸出電壓的數(shù)字信號變換得到電感電流和輸出電壓的反饋量； 瞬時(shí)功率計(jì)算單元，用于根據(jù)電感電流反饋量和輸出電壓反饋量計(jì)算得到三相逆變器的瞬時(shí)輸出有功功率P和無功功率Q ； d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，用于將d軸輸出電壓反饋量和d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號作差得到d軸電壓環(huán)誤差信號； q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，用于將q軸輸出電壓反饋量和q軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號作差得到q軸電壓環(huán)誤差信號； 電壓環(huán)控制器單元，用于將d軸電壓環(huán)誤差信號和q軸電壓環(huán)誤差信號進(jìn)行電壓環(huán)控制得到電感電流幅值基準(zhǔn)信號； 電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元，用于將電感電流幅值基準(zhǔn)信號與電感電流反饋量作差，得到電流環(huán)誤差號； 電流環(huán)控制器單元，用于對電流環(huán)誤差信號進(jìn)行電流環(huán)控制后得到調(diào)制比信號； dq/abc變換單元，用于對調(diào)制比信號進(jìn)行dq/abc變換得到三相調(diào)制波信號； PQ下垂控制單元，用于根據(jù)輸出有功功率P和無功功率Q計(jì)算得到d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號和輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號； 開關(guān)周期控制單元，用于對輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號進(jìn)行開關(guān)周期控制，從而轉(zhuǎn)變成為角頻率的開關(guān)周期控制信號； PWM信號控制器，用于以三相調(diào)制波信號和角頻率的開關(guān)周期控制信號為基礎(chǔ)形成三相PWM信號輸出； 所述Α/D轉(zhuǎn)換單元輸入分別連接電感電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊，輸出連接abc/dq變換單元；所述abc/dq變換單元分四路,第一路連接瞬時(shí)功率計(jì)算單元,第二路連接d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第三路連接q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第四路連接電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元；所述瞬時(shí)功率計(jì)算單元輸出連接PQ下垂控制單元，PQ下垂控制單元分三路輸出，一路輸出連接d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第二路輸出連接q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元，第三路輸出連接開關(guān)周期控制單元；所述d軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元輸出連接電壓環(huán)控制器單元，所述q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元輸出連接電壓環(huán)控制器單元；所述電壓環(huán)控制器輸出連接電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元，所述電流基準(zhǔn)與電流反饋求和單元輸出連接電流環(huán)控制器單元，電流環(huán)控制器單元輸出連接dq/abc變換單元，dq/abc變換單元輸出連接PWM信號控制器，PWM信號控制器還輸入連接開關(guān)周期控制單元。
2.如權(quán)利要求I所述的無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器，其特征在于所述控制裝置為DSP控制器或嵌入式AMR控制器。
3.如權(quán)利要求I或2所述的無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器，其特征在于所述電感電流采樣模塊通過其濾波電感與三相變壓器模塊的漏感相連。
4.一種無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器控制方法，其特征在于它包括步驟， A)、采樣并聯(lián)運(yùn)行的三相逆變器的電感電流和輸出電壓，并將采集的電感電流和輸出電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號； B)、將電感電流和輸出電壓的數(shù)字信號進(jìn)行abc/dq變換得到電感電流和輸出電壓的反饋量; C)、根據(jù)電感電流反饋量和輸出電壓反饋量計(jì)算得到三相逆變器的瞬時(shí)輸出有功功率P和無功功率Q ； D)、根據(jù)輸出有功功率P和無功功率Q經(jīng)過PQ下垂控制計(jì)算得到d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號和輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號， E)、將輸出電壓反饋量和d軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號作差，得到d軸電壓環(huán)誤差信號；將輸出電壓反饋量和q軸輸出電壓幅值基準(zhǔn)信號經(jīng)q軸電壓基準(zhǔn)與電壓反饋求和單元作差后得到q軸電壓環(huán)誤差信號； F)、將d軸電壓環(huán)誤差信號和q軸電壓環(huán)誤差信號進(jìn)行電壓環(huán)控制得到電感電流幅值基準(zhǔn)信號； G)、將電感電流幅值基準(zhǔn)信號與電感電流反饋量作差，得到電流環(huán)誤差信號，對電流環(huán)誤差信號進(jìn)行電流環(huán)控制后得到調(diào)制比信號； H)、對調(diào)制比信號進(jìn)行dq/abc變換得到三相調(diào)制波信號； I)、對輸出電壓頻率基準(zhǔn)信號進(jìn)行開關(guān)周期控制，從而轉(zhuǎn)變成為角頻率的開關(guān)周期控制信號； J)、以三相調(diào)制波信號和角頻率的開關(guān)周期控制信號為基礎(chǔ)形成三相PWM信號輸出； K)、輸出的三相PWM信號通過門極驅(qū)動(dòng)控制三相逆變橋功率開關(guān)管的工作，實(shí)現(xiàn)三相逆變器的無信號互聯(lián)線并聯(lián)工作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無信號互聯(lián)線并聯(lián)的三相逆變器及其控制方法，通過在三相逆變器的無信號互聯(lián)線并聯(lián)控制中采用了瞬時(shí)功率開關(guān)周期的PQ下垂控制法，從而提高了逆變器的動(dòng)態(tài)特性，PQ下垂控制后得到的角頻率信號直接作為PWM信號控制器的角頻率參考量，對三相逆變器的輸出電壓角頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外對PQ下垂控制后得到的角頻率信號，即PWM信號控制器的角頻率參考量的變化范圍進(jìn)行限定，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的同時(shí)能夠有效防止因PQ下垂控制可能造成的輸出頻率突變和變化范圍過大的問題，提高系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H02M7/48GK102801346SQ201210298909
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者馬皓, 譚詩干, 陳力, 趙國強(qiáng), 郭津, 尹藝迪 申請人:深圳市通業(yè)科技發(fā)展有限公司, 浙江大學(xué)