T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型的三電平并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，主要包括直流-直流變換器、直流-交流變換器、光伏陣列、濾波電路及控制器；所述光伏陣列、控制器分別與直流-直流變換器電連接；所述直流-直流變換器的輸出端與直流-交流變換器的輸入端電連接；所述直流-交流變換器的輸出端與濾波電路電路的輸入端電連接；所述濾波電路的輸出端設(shè)有四個繼電器；所述濾波電路分別與四個繼電器的輸入端電連接；本發(fā)明的每個橋臂比現(xiàn)有技術(shù)的橋臂少兩個二極管；且采用四線制連接方式；滿足小型電站對既連接三相負(fù)載又連接單項負(fù)載的要求，也降低了整個產(chǎn)品的成本。
【專利說明】T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源枯竭和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，可再生能源逐步成為人類生活的重要組成部分，這使得太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)得到快速的發(fā)展；光伏發(fā)電系統(tǒng)是在研究太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，主要是利用光伏電池方陣將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并儲存到系統(tǒng)地蓄電池中或者直接供負(fù)載使用的可再生能源裝置；光伏發(fā)電系統(tǒng)一般包括光伏電池板、DC-DC變換裝置、DC-AC變換裝置、儲能裝置、電能輸出變換裝置(也稱為逆變器)、控制器五部分；目前，光伏并網(wǎng)逆變器主要分為兩種類型:一種是大功率光伏并網(wǎng)逆變器，主要應(yīng)用于大型光伏電站，所連接負(fù)載多為三相負(fù)載，例如三相電機、風(fēng)機、水泵等，主要采用三相三線制的連接方式；另一種是小型單相光伏并網(wǎng)逆變器，主要供小型家庭用戶使用，所連接的負(fù)載為家用電器等；另外，光伏發(fā)電系統(tǒng)在小型光伏電站也有廣泛的應(yīng)用，特別是功率在10-50KW之間的小型光伏電站，因為這些小型電站通常既需要連接電機、水泵等三相三線制負(fù)載，也需要連接照明設(shè)備、加熱設(shè)備、家用電器等單相負(fù)載，僅從負(fù)載的角度來說，這種小型電站通常需要采用三相四線制的接線方式；
傳統(tǒng)的逆變器主要是兩電平逆變器，這種逆變器雖然提供了足夠的電能，但存在因電壓過聞或電流上升導(dǎo)致功率開關(guān)管應(yīng)力差的缺點；為解決這些缺點，各研究開發(fā)商紛紛研制出了三電平逆變器，這種逆變器增加電平輸出的級數(shù)、輸出波形的階梯數(shù)，使輸出的波形更加接近正弦波，產(chǎn)生的諧波含量少，同時也降低了輸出電壓的上升率，降低了對開關(guān)器件耐壓性能的要求，改善了逆變器的電磁干擾特性；與兩電平逆變器相比，在輸出電壓波形相同的情況下，三電平逆變器所需的開關(guān)頻率較低，因而開關(guān)的損耗小、效率高；
目前，商用的三電平逆變器主要是二極管鉗位型三電平逆變器，這種鉗位型逆變器通常由三個橋臂組成，每個橋臂都由四個二極管共同工作，這在一定的程度上降低了開關(guān)的損耗，提高了逆變器的工作效率；但是對于小型發(fā)電站來說，則無法滿足既連接三相負(fù)載又連接單項負(fù)載的要求，存在一定的安全隱患，因此針對小型發(fā)電站的工作特點，研究一種三相四線制的光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對小型發(fā)電站的負(fù)載連接特點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、T型三相四線制的并網(wǎng)供電系統(tǒng)，并針對電壓逆變提供電壓逆變控制方法；既可以滿足三相負(fù)載的連接需求也可以滿足單相負(fù)載的連接需求，同時還可以有效地提高系統(tǒng)的安全性，拓寬光伏逆變器的應(yīng)用范圍。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包括直流-直流變換器(DC-DC變換器)、直流-交流變換器(DC-AC變換器)、光伏陣列、濾波電路及控制器；所述光伏陣列、控制器分別與直流-直流變換器(DC-DC變換器)電連接；所述直流-直流變換器(DC-DC變換器)的輸出端與直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸入端電連接；所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸出端與濾波電路電路的輸入端電連接；所述濾波電路的輸出端設(shè)有四個繼電器，分別為S1、S2、S3、S4 ;所述濾波電路分別與四個繼電器的輸入端電連接；所述繼電器的輸出端設(shè)有電網(wǎng)ea、eb、e。;所述繼電器SI與電網(wǎng)％的輸入端電連接；所述繼電器S2與電網(wǎng)eb的輸入端電連接；所述繼電器S3與電網(wǎng)e。的輸入端電連接；所述繼電器S4分別與電網(wǎng)e a、eb、e。的輸出端電連接；
所述直流-直流變換器包括功率開關(guān)管sdl、功率開關(guān)管sd2、電感L1、電感L2、功率二極管Dl、功率二極管D2、電容Cl及電容C2 ;所述電容Cl及電容C2形成直流母線濾波電容電路，并在直流母線上形成一個中性點O ;所述電容Cl的負(fù)極與電容C2的正極電連接；所述電容Cl的正極接高電平；所述電容C2的負(fù)極接低電平；所述功率開關(guān)管sdl的漏極D分別與功率二極管Dl的正極、電感LI的一端電連接；所述功率二極管Dl的負(fù)極連接高電平；所述電感LI的另一端與光伏陣列相連接；所述功率開關(guān)管sdl的源極S與功率開關(guān)管sd2的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管sd2的源極S分別與電感L2的一端、開關(guān)二極管D2的負(fù)極電連接；所述開關(guān)二極管D2的正極接低電平；所述電感L2的另一端與光伏陣列相連接；所述功率開關(guān)管sdl的柵極G、功率開關(guān)管sd2的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管sdl與功率開關(guān)管sd2上還分別并接一個二極管；所述功率開關(guān)管sdl與功率開關(guān)管sd2組成Boost升壓電路；
所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)連接與直流母線的中性點0，由四個橋臂組成，所述橋臂分別為第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、第四橋臂；所述第一橋臂包括功率開關(guān)管Sal、功率開關(guān)管Sa2、功率開關(guān)管Sa3及功率開關(guān)管Sa4 ;所述功率開關(guān)管Sal的漏極D接聞電平；所述功率開關(guān)管Sal的源極S分別與功率開關(guān)管Sa2的漏極D、功率開關(guān)管Sa4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sa2的源極S與功率開關(guān)管Sa3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sa3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sa4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sal的柵極G、功率開關(guān)管Sa2的柵極G、功率開關(guān)管Sa3的柵極G、功率開關(guān)管Sa4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sal、功率開關(guān)管Sa2、功率開關(guān)管Sa3、功率開關(guān)管Sa4上還分別并接一個二極管；所述第二橋臂包括功率開關(guān)管Sbl、功率開關(guān)管Sb2、功率開關(guān)管Sb3及功率開關(guān)管Sb4 ;所述功率開關(guān)管Sbl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Sbl的源極S分別與功率開關(guān)管Sb2的漏極D、功率開關(guān)管Sb4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sb2的源極S與功率開關(guān)管Sb3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sb3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sb4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sbl的柵極G、功率開關(guān)管Sb2的柵極G、功率開關(guān)管Sb3的柵極G、功率開關(guān)管Sb4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sbl、功率開關(guān)管Sb2、功率開關(guān)管Sb3及功率開關(guān)管Sb4上還分別并接一個二極管；所述第三橋臂包括功率開關(guān)管Scl、功率開關(guān)管Sc2、功率開關(guān)管Sc3及功率開關(guān)管Sc4 ;所述功率開關(guān)管Scl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Scl的源極S分別與功率開關(guān)管Sc2的漏極D、功率開關(guān)管Sc4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sc2的源極S與功率開關(guān)管Sc3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sc3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sc4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Scl的柵極G、功率開關(guān)管Sc2的柵極G、功率開關(guān)管Sc3的柵極G、功率開關(guān)管Sc4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Scl、功率開關(guān)管Sc2、功率開關(guān)管Sc3及功率開關(guān)管Sc4上還分別并接一個二極管；所述第四橋臂包括功率開關(guān)管Sdl、功率開關(guān)管Sd2、功率開關(guān)管Sd3及功率開關(guān)管Sd4 ;所述功率開關(guān)管Sdl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Sdl的源極S分別與功率開關(guān)管Sd2的漏極D、功率開關(guān)管Sd4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sd2的源極S與功率開關(guān)管Sd3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sd3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sd4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sdl的柵極G、功率開關(guān)管Sd2的柵極G、功率開關(guān)管Sd3的柵極G、功率開關(guān)管Sd4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sdl、功率開關(guān)管Sd2、功率開關(guān)管Sd3及功率開關(guān)管Sd4上還分別并接一個二極管；
所述濾波電路包括濾波電感L3及濾波電容C3 ;所述濾波電感L3由四個電感組成，并分別與直流-交流變換器(DC-AC變換器)中的四個橋臂相連接；所述濾波電容C3由四個蓮蓉組成；所述四個電容一端并聯(lián)；另一端分別與四個電感電連接；所述濾波電感L3和濾波電容C3用于改善整個三相三電平四橋臂逆變器的整體濾波效果，抑制中線電流開關(guān)紋波，減小三相輸出電壓的總諧波失真(THD)值。
[0005]所述功率開關(guān)管Sal的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管Sa3的驅(qū)動信號互補，并同時設(shè)置2us死區(qū)時間；功率開關(guān)管Sa2的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管Sa4的驅(qū)動信號互補，并同時設(shè)置2us死區(qū)時間；功率開關(guān)管Sbl的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管Sb3的驅(qū)動信號互補，并同時設(shè)置2us死區(qū)時間，功率開關(guān)管Sb2的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管Sb4的驅(qū)動信號互補，并同時設(shè)置2us死區(qū)時間；功率開關(guān)管Scl的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管Sc3的驅(qū)動信號互補，并同時設(shè)置2us死區(qū)時間，功率開關(guān)管Sc2的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管Sc4的驅(qū)動信號互補，并同時設(shè)置2us死區(qū)時間；功率開關(guān)管Snl的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管Sn3的驅(qū)動信號互補，并同時設(shè)置2us死區(qū)時間，功率開關(guān)管Sn2的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管Sn4的驅(qū)動信號互補，并同時設(shè)置2us死區(qū)時間。
[0006]所述死區(qū)時間的主要用于防止開關(guān)管直通，死區(qū)時間的設(shè)置根據(jù)開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間來確定。
[0007]所述控制器為MPPT控制器；所述MPPT控制器為比例積分控制器。
[0008]所述第四橋臂為公共橋臂，用于為不平衡電流或零序電流提供通路。
[0009]所述第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、第四橋臂均設(shè)有三電平橋臂中點，分別記為A、B、C、N ;所述A、B、C、N四點作為所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸出端。
[0010]本發(fā)明還涉及T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)逆變發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，該控制方法主要是以數(shù)字信號處理器TMS320F2808和CPLD為核心，利用片內(nèi)16路12位AD模塊對信號采集電路信號進行采樣；有控制算法通過C語言寫入32位數(shù)字化處理芯片TMS320F2808的程序存儲器中；
所述數(shù)字信號處理器CPLD的作用是擴展PWM 口 ；
具體步驟如下:
第一步:利用C語言編寫程序編寫控制程序；
第二步:將控制程序?qū)懭?2位數(shù)字化處理芯片TMS320F2808的程序存儲器中；
第三步:啟動控制器，并控制直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電
Λ-- Ipv;
第四步:按照直流-直流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法進行DC-DC的轉(zhuǎn)換，得到功率開關(guān)管sdl、sd2兩端的驅(qū)動信號；
第五步:將功率開關(guān)管sdl、sd2兩端的驅(qū)動信號輸入直流-交流變換器；
第六步:按照直流-交流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法進行DC-AC的轉(zhuǎn)換，得到T型三相三電平四橋臂的驅(qū)動信號。
[0011]所述直流-直流變換器用于實現(xiàn)DC-DC的轉(zhuǎn)換；本發(fā)明還涉及直流-直流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法:所述DC-DC的轉(zhuǎn)換控制主要是通過所述直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電流I PV;并通過最大功率跟蹤控制算法得到光伏陣列的參考電壓后；再經(jīng)過電壓、電流的雙閉環(huán)控制Boost升壓電路的占空比；
具體步驟如下:
第一步:所述直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電流I PV;經(jīng)過最大功率跟蹤控制算法，在本發(fā)明中采用擾動觀察法得到光伏陣列的參考電壓Vref;
第二步:所述光伏陣列的參考電壓VMf與光伏陣列輸出電壓V PV經(jīng)過計算，得出電壓差值，并形成電壓差值信號；將該電壓差值信號送入比例積分控制器；經(jīng)過比例積分控制器的自動計算得出光伏陣列的參考電流IMf;
第三步:所述光伏陣列的參考電流IMf與光伏陣列輸出電流I ^經(jīng)過計算，得出電流差值，并形成電流差值信號；并將該電流差值信號送入比例積分控制器；經(jīng)過比例積分控制器的作用產(chǎn)生控制信號；
光伏陣列的電壓信號通過電壓傳感器得到，光伏陣列的電流信號通過電流傳感器得到。
[0012]第四步:所產(chǎn)生的控制信號，經(jīng)過PWM調(diào)制后產(chǎn)生PWM脈沖波，將PWM脈沖波輸送給直流-直流變換器中的功率開關(guān)管sdl和功率開關(guān)管sd2，用于驅(qū)動功率開關(guān)管sdl和功率開關(guān)管sd2進行工作，完成DC-DC的轉(zhuǎn)換；所述功率開關(guān)管sdl兩端的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管sd2兩端的驅(qū)動信號相同。
[0013]所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)用于實現(xiàn)DC-AC的轉(zhuǎn)換，即將直流電轉(zhuǎn)換成220V、50Hz正弦波；本發(fā)明還涉及直流-交流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法:所述DC-AC的轉(zhuǎn)換控制主要是通過電網(wǎng)電壓的矢量控制，主要是采用電壓和電流雙閉環(huán)控制策略，電網(wǎng)電壓外環(huán)的作用是穩(wěn)定直流母線電壓；內(nèi)環(huán)的主要作用是對給定的電流快速、精確跟蹤；
具體步驟如下:
第一步:建立電壓-電流環(huán)，所述電壓-電流環(huán)設(shè)有外環(huán)和內(nèi)環(huán)；所述外環(huán)為直流母線電壓環(huán)；所述內(nèi)環(huán)為d軸電流、q軸電流；取母線中性點O為零點，建立α-β坐標(biāo)系；并在α - β坐標(biāo)系中建立dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系；取ed、eq> 分別為三相電網(wǎng)電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓；取id、i,、L分別為并網(wǎng)逆變器輸出電流在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流、q軸電流、零軸電流；
第二步:給定在三相靜態(tài)時坐標(biāo)系下的電壓和電流方程，方程式為:


Cl)
+++ =0 (2)
在(I)式中，VAn, VBn, VCn分別為直流-交流變換器中第一橋臂與第四橋臂之間的電壓、第二橋臂與第四橋臂之間的電壓、第三橋臂與第四橋臂之間的電壓；ea、eb、e。分別為三相電網(wǎng)的相電壓；ia、ib、i。、1?分別為直流-交流變換器中輸出A相電流、B相電流、C相電流和中線電流，即輸出端A、B、C、N點的電流；
第三步:將dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電壓、電流參數(shù)代入公式(I)中，可得:

(3)
在公式(3)中，VtnVtpVci分別為并網(wǎng)逆變器輸出電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓和七七分別為三相電網(wǎng)電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓；id、iq> 1分別為并網(wǎng)逆變器輸出電流在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流、q軸電流、零軸電流；ω為三相電網(wǎng)電壓的角頻率
ω是dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度,是將三相靜止坐標(biāo)系到dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系產(chǎn)生的；第四步:通過軟件鎖相閉環(huán)(phase locked loop, PLL)得到電網(wǎng)電壓的空間角度信號Θ ;三相電網(wǎng)電流ia、ib、i。經(jīng)過坐標(biāo)系變換得到d軸電流、q軸電流；
第五步:給定直流母線電壓值，并計算出該電壓信號與直流母線實際電壓值Vd。的差值，產(chǎn)生電壓差值信號；將該電壓差值信號送入比例積分(Proport1n Integrate, PI)控制器，經(jīng)比例積分控制器自動計算后得到內(nèi)環(huán)d軸電流的給定信號；
具體的，給定直流母線電壓值為=650V ；
第六步:計算d軸電流的給定信號與實際d軸電流之間差值，并產(chǎn)生電流值信號；計算q軸電流的給定信號與實際q軸電流之間差值，并產(chǎn)生電流值信號；將這兩個差值信號送入比例積分(Proport1n Integrate, PI)控制器,經(jīng)比例積分控制器自動計算后得到d軸參考電壓、q軸電壓的參考電壓；
代表的是無功功率的大小，在本系統(tǒng)為實現(xiàn)功率因數(shù)為I的逆變，給定=0。
[0014]第七步:在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，將d軸參考電壓、q軸電壓的參考電壓進行變壓轉(zhuǎn)換，得到參考電壓和；將、以及零軸的參考電壓經(jīng)過三維空間矢量調(diào)制(3DSVPWM)得到T型三相三電平四橋臂的驅(qū)動信號。
[0015]與二極管鉗位型三電平并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相比，本明的有益效果是:本發(fā)明的每個橋臂比現(xiàn)有技術(shù)的橋臂少兩個二極管；且四個橋臂接出四個接線端；能夠極大限度地滿足小型電站對既連接三相負(fù)載又連接單項負(fù)載的要求，也降低了整個產(chǎn)品的成本；同時還可以有效地提高系統(tǒng)的安全性，拓寬光伏逆變器的應(yīng)用范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明的T型三相四線制光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)圖圖3是直流-直流變換器的控制原理圖；
圖4是電網(wǎng)電壓定向的空間矢量圖；
圖5直流-交流變換器的控制原理圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖給出的實施例對本發(fā)明作進一步描述:
如圖1所示，本發(fā)明T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包括直流-直流變換器(DC-DC變換器)、直流-交流變換器(DC-AC變換器)、光伏陣列、濾波電路及控制器；所述光伏陣列、控制器分別與直流-直流變換器(DC-DC變換器)電連接；所述直流-直流變換器(DC-DC變換器)的輸出端與直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸入端電連接；所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸出端與濾波電路電路的輸入端電連接；所述濾波電路的輸出端設(shè)有四個繼電器，分別為S1、S2、S3、S4 ;所述濾波電路分別與四個繼電器的輸入端電連接；所述繼電器的輸出端設(shè)有電網(wǎng)ea、eb、e。;所述繼電器SI與電網(wǎng)ea的輸入端電連接；所述繼電器S2與電網(wǎng)eb的輸入端電連接；所述繼電器S3與電網(wǎng)e。的輸入端電連接；所述繼電器S4分別與電網(wǎng)ea、eb、e。的輸出端電連接；
如圖2所示，所述直流-直流變換器包括功率開關(guān)管sdl、功率開關(guān)管sd2、電感L1、電感L2、功率二極管Dl、功率二極管D2、電容Cl及電容C2 ;所述電容Cl及電容C2形成直流母線濾波電容電路，并在直流母線上形成一個中性點O ;所述電容Cl的負(fù)極與電容C2的正極電連接；所述電容Cl的正極接高電平；所述電容C2的負(fù)極接低電平；所述功率開關(guān)管sdl的漏極D分別與功率二極管Dl的正極、電感LI的一端電連接；所述功率二極管Dl的負(fù)極連接高電平；所述電感LI的另一端與光伏陣列相連接；所述功率開關(guān)管sdl的源極S與功率開關(guān)管sd2的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管sd2的源極S分別與電感L2的一端、開關(guān)二極管D2的負(fù)極電連接；所述開關(guān)二極管D2的正極接低電平；所述電感L2的另一端與光伏陣列相連接；所述功率開關(guān)管sdl的柵極G、功率開關(guān)管sd2的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管sdl與功率開關(guān)管sd2上還分別并接一個二極管；所述功率開關(guān)管sdl與功率開關(guān)管sd2組成Boost升壓電路；
如圖2所示，所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)連接與直流母線的中性點0，由四個橋臂組成，所述橋臂分別為第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、第四橋臂；所述第一橋臂包括功率開關(guān)管Sal、功率開關(guān)管Sa2、功率開關(guān)管Sa3及功率開關(guān)管Sa4 ;所述功率開關(guān)管Sal的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Sal的源極S分別與功率開關(guān)管Sa2的漏極D、功率開關(guān)管Sa4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sa2的源極S與功率開關(guān)管Sa3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sa3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sa4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sal的柵極G、功率開關(guān)管Sa2的柵極G、功率開關(guān)管Sa3的柵極G、功率開關(guān)管Sa4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sal、功率開關(guān)管Sa2、功率開關(guān)管Sa3、功率開關(guān)管Sa4上還分別并接一個二極管；所述第二橋臂包括功率開關(guān)管Sbl、功率開關(guān)管Sb2、功率開關(guān)管Sb3及功率開關(guān)管Sb4 ;所述功率開關(guān)管Sbl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Sbl的源極S分別與功率開關(guān)管Sb2的漏極D、功率開關(guān)管Sb4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sb2的源極S與功率開關(guān)管Sb3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sb3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sb4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sbl的柵極G、功率開關(guān)管Sb2的柵極G、功率開關(guān)管Sb3的柵極G、功率開關(guān)管Sb4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sbl、功率開關(guān)管Sb2、功率開關(guān)管Sb3及功率開關(guān)管Sb4上還分別并接一個二極管；所述第三橋臂包括功率開關(guān)管Scl、功率開關(guān)管Sc2、功率開關(guān)管Sc3及功率開關(guān)管Sc4 ;所述功率開關(guān)管Scl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Scl的源極S分別與功率開關(guān)管Sc2的漏極D、功率開關(guān)管Sc4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sc2的源極S與功率開關(guān)管Sc3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sc3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sc4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Scl的柵極G、功率開關(guān)管Sc2的柵極G、功率開關(guān)管Sc3的柵極G、功率開關(guān)管Sc4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Scl、功率開關(guān)管Sc2、功率開關(guān)管Sc3及功率開關(guān)管Sc4上還分別并接一個二極管；所述第四橋臂包括功率開關(guān)管Sdl、功率開關(guān)管Sd2、功率開關(guān)管Sd3及功率開關(guān)管Sd4 ;所述功率開關(guān)管Sdl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Sdl的源極S分別與功率開關(guān)管Sd2的漏極D、功率開關(guān)管Sd4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sd2的源極S與功率開關(guān)管Sd3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sd3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sd4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sdl的柵極G、功率開關(guān)管Sd2的柵極G、功率開關(guān)管Sd3的柵極G、功率開關(guān)管Sd4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sdl、功率開關(guān)管Sd2、功率開關(guān)管Sd3及功率開關(guān)管Sd4上還分別并接一個二極管；
如圖2所示，所述濾波電路包括濾波電感L3及濾波電容C3 ;所述濾波電感L3由四個電感組成，并分別與直流-交流變換器(DC-AC變換器)中的四個橋臂相連接；所述濾波電容C3由四個蓮蓉組成；所述四個電容一端并聯(lián)；另一端分別與四個電感電連接；所述濾波電感L3和濾波電容C3用于改善整個三相三電平四橋臂逆變器的整體濾波效果，抑制中線電流開關(guān)紋波，減小三相輸出電壓的總諧波失真(THD)值。
[0018]所述第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、第四橋臂均設(shè)有三電平橋臂中點，分別記為A、B、C、N ;所述A、B、C、N四點作為所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸出端。
[0019]本發(fā)明還涉及T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)逆變發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，該控制方法主要是以數(shù)字信號處理器TMS320F2808和CPLD為核心，利用片內(nèi)16路12位AD模塊對信號采集電路信號進行采樣；有控制算法通過C語言寫入32位數(shù)字化處理芯片TMS320F2808的程序存儲器中；
所述數(shù)字信號處理器CPLD的作用是擴展PWM 口 ；
具體步驟如下:
第一步:利用C語言編寫程序編寫控制程序；
第二步:將控制程序?qū)懭?2位數(shù)字化處理芯片TMS320F2808的程序存儲器中；
第三步:啟動控制器，并控制直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電
Λ-- Ipv;
第四步:按照直流-直流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法進行DC-DC的轉(zhuǎn)換，得到功率開關(guān)管sdl、sd2兩端的驅(qū)動信號；
第五步:將功率開關(guān)管sdl、sd2兩端的驅(qū)動信號輸入直流-交流變換器；
第六步:按照直流-交流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法進行DC-AC的轉(zhuǎn)換，得到T型三相三電平四橋臂的驅(qū)動信號。
[0020]如圖3所示，所述直流-直流變換器用于實現(xiàn)DC-DC的轉(zhuǎn)換；本發(fā)明還涉及直流-直流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法:所述DC-DC的轉(zhuǎn)換控制主要是通過所述直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電流I PV;并通過最大功率跟蹤控制算法得到光伏陣列的參考電壓后；再經(jīng)過電壓、電流的雙閉環(huán)控制Boost升壓電路的占空比；
具體步驟如下:
第一步:所述直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電流I PV;經(jīng)過最大功率跟蹤控制算法，在本發(fā)明中采用擾動觀察法得到光伏陣列的參考電壓Vref;
第二步:所述光伏陣列的參考電壓VMf與光伏陣列輸出電壓V PV經(jīng)過計算，得出電壓差值，并形成電壓差值信號；將該電壓差值信號送入比例積分(Proport1n Integrate, PI)控制器；經(jīng)過比例積分控制器的自動計算得出光伏陣列的參考電流Iref; 第三步:所述光伏陣列的參考電流IMf與光伏陣列輸出電流I ^經(jīng)過計算，得出電流差值，并形成電流差值信號；并將該電流差值信號送入比例積分控制器；經(jīng)過比例積分控制器的作用產(chǎn)生控制信號；
第四步:所產(chǎn)生的控制信號，經(jīng)過PWM調(diào)制后產(chǎn)生PWM脈沖波，將PWM脈沖波輸送給直流-直流變換器中的功率開關(guān)管sdl和功率開關(guān)管sd2，用于驅(qū)動功率開關(guān)管sdl和功率開關(guān)管sd2進行工作，完成DC-DC的轉(zhuǎn)換；所述功率開關(guān)管sdl兩端的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管sd2兩端的驅(qū)動信號相同。
[0021]如圖4、如圖5所示，所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)用于實現(xiàn)DC-AC的轉(zhuǎn)換，即將直流電轉(zhuǎn)換成220V、50Hz正弦波；本發(fā)明還涉及直流-交流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法:所述DC-AC的轉(zhuǎn)換控制主要是通過電網(wǎng)電壓的矢量控制，主要是采用電壓和電流雙閉環(huán)控制策略，電網(wǎng)電壓外環(huán)的作用是穩(wěn)定直流母線電壓；內(nèi)環(huán)的主要作用是對給定的電流快速、精確跟蹤；
具體步驟如下:
第一步:建立電壓-電流環(huán)，所述電壓-電流環(huán)設(shè)有外環(huán)和內(nèi)環(huán)；所述外環(huán)為直流母線電壓環(huán)；所述內(nèi)環(huán)為d軸電流、q軸電流；取母線中性點O為零點，建立α-β坐標(biāo)系；并在α - β坐標(biāo)系中建立dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系；取ed、eq> 分別為三相電網(wǎng)電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓；取id、i,、L分別為并網(wǎng)逆變器輸出電流在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流、q軸電流、零軸電流；
第二步:給定在三相靜態(tài)時坐標(biāo)系下的電壓和電流方程，方程式為:


Cl)
+++ =0 (2)
在(I)式中，VAn, VBn, VCn分別為直流-交流變換器中第一橋臂與第四橋臂之間的電壓、第二橋臂與第四橋臂之間的電壓、第三橋臂與第四橋臂之間的電壓；ea、eb、e。分別為三相電網(wǎng)的相電壓；ia、ib、i。、1?分別為直流-交流變換器中輸出A相電流、B相電流、C相電流和中線電流，即輸出端A、B、C、N點的電流；
第三步:將dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電壓、電流參數(shù)代入公式(I)中，可得:

(3)
在公式(3)中，VtnVtpVci分別為并網(wǎng)逆變器輸出電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓和七七分別為三相電網(wǎng)電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓；id、iq> 1分別為并網(wǎng)逆變器輸出電流在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流、q軸電流、零軸電流；ω為三相電網(wǎng)電壓的角頻率
第四步:通過軟件鎖相閉環(huán)(phase locked loop, PLL)得到電網(wǎng)電壓的空間角度信號Θ ;三相電網(wǎng)電流ia、ib、i。經(jīng)過坐標(biāo)系變換得到d軸電流、q軸電流；
第五步:給定直流母線電壓值，并計算出該電壓信號與直流母線實際電壓值Vd。的差值，產(chǎn)生電壓差值信號；將該電壓差值信號送入比例積分(Proport1n Integrate, PI)控制器，經(jīng)比例積分控制器自動計算后得到內(nèi)環(huán)d軸電流的給定信號；
具體的，給定直流母線電壓值為=650V ；
第六步:計算d軸電流的給定信號與實際d軸電流之間差值，并產(chǎn)生電流值信號；計算q軸電流的給定信號與實際q軸電流之間差值，并產(chǎn)生電流值信號；將這兩個差值信號送入比例積分(Proport1n Integrate, PI)控制器,經(jīng)比例積分控制器自動計算后得到d軸參考電壓、q軸電壓的參考電壓；
第七步:在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，將d軸參考電壓、q軸電壓的參考電壓進行變壓轉(zhuǎn)換，得到參考電壓和；將、以及零軸的參考電壓經(jīng)過三維空間矢量調(diào)制(3DSVPWM)得到T型三相三電平四橋臂的驅(qū)動信號。
【權(quán)利要求】
1.T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包括直流-直流變換器(DC-DC變換器)、直流-交流變換器(DC-AC變換器)、光伏陣列、濾波電路及控制器；其特征在于:所述光伏陣列、控制器分別與直流-直流變換器(DC-DC變換器)電連接；所述直流-直流變換器(DC-DC變換器)的輸出端與直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸入端電連接；所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸出端與濾波電路電路的輸入端電連接；所述濾波電路的輸出端設(shè)有四個繼電器，分別為S1、S2、S3、S4 ;所述濾波電路分別與四個繼電器的輸入端電連接；所述繼電器的輸出端設(shè)有電網(wǎng)ea、eb、e。;所述繼電器SI與電網(wǎng)％的輸入端電連接；所述繼電器S2與電網(wǎng)eb的輸入端電連接；所述繼電器S3與電網(wǎng)e。的輸入端電連接；所述繼電器S4分別與電網(wǎng)ea、eb、e。的輸出端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述直流-直流變換器包括功率開關(guān)管sdl、功率開關(guān)管sd2、電感L1、電感L2、功率二極管Dl、功率二極管D2、電容Cl及電容C2 ;所述電容Cl及電容C2形成直流母線濾波電容電路，并在直流母線上形成一個中性點O ;所述電容Cl的負(fù)極與電容C2的正極電連接；所述電容Cl的正極接高電平；所述電容C2的負(fù)極接低電平；所述功率開關(guān)管sdl的漏極D分別與功率二極管Dl的正極、電感LI的一端電連接；所述功率二極管Dl的負(fù)極連接高電平；所述電感LI的另一端與光伏陣列相連接；所述功率開關(guān)管sdl的源極S與功率開關(guān)管sd2的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管sd2的源極S分別與電感L2的一端、開關(guān)二極管D2的負(fù)極電連接；所述開關(guān)二極管D2的正極接低電平；所述電感L2的另一端與光伏陣列相連接；所述功率開關(guān)管sdl的柵極G、功率開關(guān)管sd2的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管sdl與功率開關(guān)管sd2上還分別并接一個二極管；所述功率開關(guān)管sdl與功率開關(guān)管sd2組成Boost升壓電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)連接與直流母線的中性點0，由四個橋臂組成，所述橋臂分別為第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、第四橋臂；所述第一橋臂包括功率開關(guān)管Sal、功率開關(guān)管Sa2、功率開關(guān)管Sa3及功率開關(guān)管Sa4 ;所述功率開關(guān)管Sal的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Sal的源極S分別與功率開關(guān)管Sa2的漏極D、功率開關(guān)管Sa4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sa2的源極S與功率開關(guān)管Sa3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sa3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sa4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sal的柵極G、功率開關(guān)管Sa2的柵極G、功率開關(guān)管Sa3的柵極G、功率開關(guān)管Sa4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sal、功率開關(guān)管Sa2、功率開關(guān)管Sa3、功率開關(guān)管Sa4上還分別并接一個二極管；所述第二橋臂包括功率開關(guān)管Sbl、功率開關(guān)管Sb2、功率開關(guān)管Sb3及功率開關(guān)管Sb4 ;所述功率開關(guān)管Sbl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Sbl的源極S分別與功率開關(guān)管Sb2的漏極D、功率開關(guān)管Sb4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sb2的源極S與功率開關(guān)管Sb3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sb3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sb4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sbl的柵極G、功率開關(guān)管Sb2的柵極G、功率開關(guān)管Sb3的柵極G、功率開關(guān)管Sb4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sbl、功率開關(guān)管Sb2、功率開關(guān)管Sb3及功率開關(guān)管Sb4上還分別并接一個二極管；所述第三橋臂包括功率開關(guān)管Scl、功率開關(guān)管Sc2、功率開關(guān)管Sc3及功率開關(guān)管Sc4 ;所述功率開關(guān)管Scl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Scl的源極S分別與功率開關(guān)管Sc2的漏極D、功率開關(guān)管Sc4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sc2的源極S與功率開關(guān)管Sc3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sc3的漏極D接母線中性點O;所述功率開關(guān)管Sc4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Scl的柵極G、功率開關(guān)管Sc2的柵極G、功率開關(guān)管Sc3的柵極G、功率開關(guān)管Sc4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Scl、功率開關(guān)管Sc2、功率開關(guān)管Sc3及功率開關(guān)管Sc4上還分別并接一個二極管；所述第四橋臂包括功率開關(guān)管Sdl、功率開關(guān)管Sd2、功率開關(guān)管Sd3及功率開關(guān)管Sd4 ;所述功率開關(guān)管Sdl的漏極D接高電平；所述功率開關(guān)管Sdl的源極S分別與功率開關(guān)管Sd2的漏極D、功率開關(guān)管Sd4的漏極D相連接；所述功率開關(guān)管Sd2的源極S與功率開關(guān)管Sd3的源極S相連接；所述功率開關(guān)管Sd3的漏極D接母線中性點O ;所述功率開關(guān)管Sd4的源極S接低電平；所述功率開關(guān)管Sdl的柵極G、功率開關(guān)管Sd2的柵極G、功率開關(guān)管Sd3的柵極G、功率開關(guān)管Sd4的柵極G均空接；所述功率開關(guān)管Sdl、功率開關(guān)管Sd2、功率開關(guān)管Sd3及功率開關(guān)管Sd4上還分別并接一個二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述第四橋臂為公共橋臂，用于為不平衡電流或零序電流提供通路；所述第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、第四橋臂均設(shè)有三電平橋臂中點，分別記為A、B、C、N ;所述A、B、C、N四點作為所述直流-交流變換器(DC-AC變換器)的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述濾波電路包括濾波電感L3及濾波電容C3 ;所述濾波電感L3由四個電感組成，并分別與直流-交流變換器(DC-AC變換器)中的四個橋臂相連接；所述濾波電容C3由四個電容組成；所述四個電容一端并聯(lián)；另一端分別與四個電感電連接；所述濾波電感L3和濾波電容C3用于改善整個三相三電平四橋臂逆變器的整體濾波效果，抑制中線電流開關(guān)紋波，減小三相輸出電壓的總諧波失真(THD)值。
6.T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)逆變發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述控制方法主要是以數(shù)字信號處理器TMS320F2808和CPLD為核心，利用片內(nèi)16路12位AD模塊對信號采集電路信號進行采樣；有控制算法通過C語言寫入32位數(shù)字化處理芯片TMS320F2808的程序存儲器中； 所述數(shù)字信號處理器CPLD的作用是擴展PWM 口 ； 具體步驟如下: 第一步:利用C語言編寫程序編寫控制程序； 第二步:將控制程序?qū)懭?2位數(shù)字化處理芯片TMS320F2808的程序存儲器中； 第三步:啟動控制器，并控制直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電Λ-- Ipv; 第四步:按照直流-直流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法進行DC-DC的轉(zhuǎn)換，得到功率開關(guān)管sdl、sd2兩端的驅(qū)動信號； 第五步:將功率開關(guān)管sdl、sd2兩端的驅(qū)動信號輸入直流-交流變換器； 第六步:按照直流-交流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法進行DC-AC的轉(zhuǎn)換，得到T型三相三電平四橋臂的驅(qū)動信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)逆變發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述直流-直流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法，主要是通過所述直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電流I PV;并通過最大功率跟蹤控制算法得到光伏陣列的參考電壓后；再經(jīng)過電壓、電流的雙閉環(huán)控制Boost升壓電路的占空比； 具體步驟如下: 第一步:所述直流-直流變換器采集光伏陣列的輸出電壓Vpv和輸出電流I PV;經(jīng)過最大功率跟蹤控制算法，在本發(fā)明中采用擾動觀察法得到光伏陣列的參考電壓Vref; 第二步:所述光伏陣列的參考電壓VMf與光伏陣列輸出電壓V PV經(jīng)過計算，得出電壓差值，并形成電壓差值信號；將該電壓差值信號送入比例積分控制器；經(jīng)過比例積分控制器的自動計算得出光伏陣列的參考電流IMf; 第三步:所述光伏陣列的參考電流IMf與光伏陣列輸出電流I ^經(jīng)過計算，得出電流差值，并形成電流差值信號；并將該電流差值信號送入比例積分控制器；經(jīng)過比例積分控制器的作用產(chǎn)生控制信號； 光伏陣列的電壓信號通過電壓傳感器得到，光伏陣列的電流信號通過電流傳感器得到； 第四步:所產(chǎn)生的控制信號，經(jīng)過PWM調(diào)制后產(chǎn)生PWM脈沖波，將PWM脈沖波輸送給直流-直流變換器中的功率開關(guān)管sdl和功率開關(guān)管sd2，用于驅(qū)動功率開關(guān)管sdl和功率開關(guān)管sd2進行工作，完成DC-DC的轉(zhuǎn)換；所述功率開關(guān)管sdl兩端的驅(qū)動信號和功率開關(guān)管sd2兩端的驅(qū)動信號相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的T型三電平三相四橋臂光伏并網(wǎng)逆變發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:直流-交流變換器的轉(zhuǎn)換控制方法，主要是通過電網(wǎng)電壓的矢量控制，主要是采用電壓和電流雙閉環(huán)控制策略，電網(wǎng)電壓外環(huán)的作用是穩(wěn)定直流母線電壓；內(nèi)環(huán)的主要作用是對給定的電流快速、精確跟蹤； 具體步驟如下: 第一步:建立電壓-電流環(huán)，所述電壓-電流環(huán)設(shè)有外環(huán)和內(nèi)環(huán)；所述外環(huán)為直流母線電壓環(huán)；所述內(nèi)環(huán)為d軸電流、q軸電流；取母線中性點O為零點，建立α-β坐標(biāo)系；并在α - β坐標(biāo)系中建立dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系；取ed、eq> 分別為三相電網(wǎng)電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓；取id、i,、L分別為并網(wǎng)逆變器輸出電流在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流、q軸電流、零軸電流； 第二步:給定在三相靜態(tài)時坐標(biāo)系下的電壓和電流方程，方程式為:

Cl)+++ =0 (2) 在(I)式中，VAn, VBn, VCn分別為直流-交流變換器中第一橋臂與第四橋臂之間的電壓、第二橋臂與第四橋臂之間的電壓、第三橋臂與第四橋臂之間的電壓；ea、eb、e。分別為三相電網(wǎng)的相電壓；ia、ib、i。、1?分別為直流-交流變換器中輸出A相電流、B相電流、C相電流和中線電流，即輸出端A、B、C、N點的電流； 第三步:將dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電壓、電流參數(shù)代入公式(I)中，可得:

(3) 在公式(3)中，VtnVtpVci分別為并網(wǎng)逆變器輸出電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓和七七分別為三相電網(wǎng)電壓在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電壓、q軸電壓、零軸電壓；id、iq> 1分別為并網(wǎng)逆變器輸出電流在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流、q軸電流、零軸電流；ω為三相電網(wǎng)電壓的角頻率 ω是dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度,是將三相靜止坐標(biāo)系到dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系產(chǎn)生的；第四步:通過軟件鎖相閉環(huán)(phase locked loop, PLL)得到電網(wǎng)電壓的空間角度信號Θ ;三相電網(wǎng)電流ia、ib、i。經(jīng)過坐標(biāo)系變換得到d軸電流、q軸電流； 第五步:給定直流母線電壓值，并計算出該電壓信號與直流母線實際電壓值Vd。的差值，產(chǎn)生電壓差值信號；將該電壓差值信號送入比例積分(Proport1n Integrate, PI)控制器，經(jīng)比例積分控制器自動計算后得到內(nèi)環(huán)d軸電流的給定信號； 具體的，給定直流母線電壓值為=650V ； 第六步:計算d軸電流的給定信號與實際d軸電流之間差值，并產(chǎn)生電流值信號；計算q軸電流的給定信號與實際q軸電流之間差值，并產(chǎn)生電流值信號；將這兩個差值信號送入比例積分(Proport1n Integrate, PI)控制器,經(jīng)比例積分控制器自動計算后得到d軸參考電壓、q軸電壓的參考電壓； 代表的是無功功率的大小，在本系統(tǒng)為實現(xiàn)功率因數(shù)為I的逆變，給定=0 ； 第七步:在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，將d軸參考電壓、q軸電壓的參考電壓進行變壓轉(zhuǎn)換，得到參考電壓和；將、以及零軸的參考電壓經(jīng)過三維空間矢量調(diào)制(3DSVPWM)得到T型三相三電平四橋臂的驅(qū)動信號。
【文檔編號】H02J3/38GK104467005SQ201410000258
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】楊勇, 趙方平, 王仁峰, 袁其玉, 馮洪風(fēng), 陸永偉 申請人:艾伏新能源科技(上海)股份有限公司