一種降低光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān)損耗的控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種降低光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān)損耗的控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括光伏并網(wǎng)逆變器，光伏并網(wǎng)逆變器輸入端和光伏組件的輸出端連接，光伏并網(wǎng)逆變器的輸出端通過LC濾波電路和電網(wǎng)連接，光伏并網(wǎng)逆變器的輸出端同時(shí)連接有檢測(cè)電路，用于檢測(cè)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率值，檢測(cè)電路的輸出端與控制單元的輸入端連接，控制單元的輸出端連接光伏并網(wǎng)逆變器；檢測(cè)電路將檢測(cè)到的輸出功率值傳送給控制單元，由其進(jìn)行處理，然后輸出控制信號(hào)來控制光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)；本發(fā)明還提供了該系統(tǒng)的控制方法；通過對(duì)光伏逆變器輸出功率的檢測(cè)控制開關(guān)器件的開關(guān)頻率，降低開關(guān)損耗提高電感利用率，以達(dá)到在提高整機(jī)效率和輕載時(shí)改善總諧波畸變率的目的。
【專利說明】一種降低光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān)損耗的控制系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)逆變器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種降低光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān) 損耗的控制系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有光伏逆變器的控制一般采用SPWM調(diào)制策略、SVPWM調(diào)制策略或降低開關(guān)損耗 的VSVPWM調(diào)制策略。其中SPWM調(diào)制策略和SVPWM調(diào)制策略中逆變器在整個(gè)運(yùn)行中的開關(guān) 載波頻率不發(fā)生變化，所以在逆變器輕載時(shí)，這兩種調(diào)制策略下逆變器輕載時(shí)開關(guān)損耗較 大。逆變器中的電感一般使用鐵粉芯類，該類電感的電感量與所流經(jīng)電流的大小成反比，即 電感量會(huì)隨著電流的增大而減小，或隨著電流的減小而增大。在進(jìn)行逆變器設(shè)計(jì)時(shí)，為了使 逆變器的滿載電流變化率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，電感量的設(shè)計(jì)一般按照逆變器滿載的情況進(jìn)行設(shè) 計(jì)的。而在逆變器處于輕載時(shí)，電感設(shè)置值相對(duì)逆變器輕載情況下的電感值較大，所以逆 變器在非滿載工況下的電感值較大，電感的利用率較低。而降低開關(guān)損耗的VSVPWM調(diào)制策 略，在逆變器整個(gè)運(yùn)行過程中，開關(guān)管只在一段時(shí)間段內(nèi)開關(guān)保持不變，其它時(shí)間段內(nèi)開關(guān) 管的頻率是變化的，從而達(dá)到降低損耗的目的，但該調(diào)制策略使逆變器輸出電流的低次諧 波量較大，輸出總諧波畸變率變差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種降低光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān) 損耗的控制系統(tǒng)及方法，通過對(duì)光伏逆變器輸出功率的檢測(cè)控制開關(guān)器件的開關(guān)頻率，降 低開關(guān)損耗提商電感利用率，在不影響輸出總諧波崎變率的情況下，達(dá)到提商整機(jī)效率的 目的。
[0004] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種降低光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān)損耗的控制系統(tǒng)，包括光伏并網(wǎng)逆變器，所述光 伏并網(wǎng)逆變器的輸入端和光伏組件的輸出端連接，所述光伏并網(wǎng)逆變器的輸出端通過LC 濾波電路和電網(wǎng)相連接，所述光伏并網(wǎng)逆變器的輸出端同時(shí)連接有檢測(cè)電路，用于檢測(cè)光 伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率值，所述檢測(cè)電路的輸出端與控制單元的輸入端相連接，所述控 制單元的輸出端連接光伏并網(wǎng)逆變器；所述檢測(cè)電路將檢測(cè)到的輸出功率值傳送給控制單 元，由控制單元進(jìn)行處理，然后輸出控制信號(hào)來控制光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
[0006] 上述所述控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :根據(jù)光伏并網(wǎng)逆變器效率及總諧波畸變率的要求將光伏并網(wǎng)逆變器的輸 出功率劃分為N個(gè)功率段，同時(shí)給各功率段設(shè)定相應(yīng)的開關(guān)載波頻率值，制作輸出功率和 開關(guān)載波頻率值相對(duì)應(yīng)的配置表，如下表1所示；
[0008] 表 1
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種降低光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān)損耗的控制系統(tǒng)，包括光伏并網(wǎng)逆變器，所述光伏 并網(wǎng)逆變器的輸入端和光伏組件的輸出端連接，所述光伏并網(wǎng)逆變器的輸出端通過LC濾 波電路和電網(wǎng)相連接，其特征在于：所述光伏并網(wǎng)逆變器的輸出端同時(shí)連接有檢測(cè)電路， 用于檢測(cè)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率值，所述檢測(cè)電路的輸出端與控制單元的輸入端相連 接，所述控制單元的輸出端連接光伏并網(wǎng)逆變器；所述檢測(cè)電路將檢測(cè)到的輸出功率值傳 送給控制單元，由控制單元進(jìn)行處理，然后輸出控制信號(hào)來控制光伏并網(wǎng)逆變器中開關(guān)管 的開關(guān)狀態(tài)。
2. 采用權(quán)利要求1所述控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟1 :根據(jù)光伏并網(wǎng)逆變器效率及總諧波畸變率的要求將光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功 率劃分為N個(gè)功率段，同時(shí)給各功率段設(shè)定相應(yīng)的開關(guān)載波頻率值，制作輸出功率和開關(guān) 載波頻率值相對(duì)應(yīng)的配置表，如下表1所示； 表1
對(duì)表1的說明： 當(dāng)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率劃分為兩個(gè)功率段，即（0, 1/2PN)和（1/2PN，PN)， 則逆變器的開載波頻率對(duì)應(yīng)各功率段的頻率分別為1/2^和fN，即當(dāng)逆變器的輸出功 率0彡？〈1/2? 1<時(shí)，則光伏并網(wǎng)逆變器的開關(guān)載波頻率為l/2fN，當(dāng)逆變器的輸出功率 1/2P N < P〈PN時(shí)，逆變器的開關(guān)載波頻率為fN。 當(dāng)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率劃分為三個(gè)功率段，即（〇，1/3Pn)，（1/3Pn，2/3P n) (2/3Pn，PN)時(shí)，則光伏并網(wǎng)逆變器的開載波頻率對(duì)應(yīng)各功率段的頻率分別為l/3f N，2/3fN， fN，即當(dāng)逆變器的輸出功率〇彡？〈1/3?1<時(shí)，逆變器的開關(guān)載波頻率為l/3f N，當(dāng)逆變器 的輸出功率1/3PN彡P(guān)〈2/3PN時(shí)，逆變器的開關(guān)載波頻率為2/3f N，當(dāng)逆變器的輸出功率 2/3PN < P〈PN時(shí)，逆變器的開關(guān)載波頻率為fN。 當(dāng)光伏并網(wǎng)逆變器輸出功率劃分為η個(gè)功率段，SP (0, 1/ηΡΝ)，（1/ηΡΝ，2/ηΡΝ)…… ((n-l)/nPN，PN)，則逆變器的開載波頻率對(duì)應(yīng)各功率段的頻率分別為l/nf N，2/nfN，……， (n-l)/nfN，fN，即當(dāng)逆變器的輸出功率0彡P(guān)〈l/nP N時(shí)，逆變器的開關(guān)載波頻率為l/nfN，當(dāng) 逆變器的輸出功率1/ηΡΝ < P〈2/nPN時(shí)，逆變器的開關(guān)載波頻率為2/nfN，后面各功率段的開 關(guān)頻率依次類推，直到當(dāng)逆變器的輸出功率（n-1) /nPN < P〈PN時(shí)，逆變器的開關(guān)載波頻率為 『N。 步驟2 :檢測(cè)電路檢測(cè)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率； 步驟3 :檢測(cè)電路將檢測(cè)到的輸出功率值傳送給控制單元，控制單元根據(jù)步驟1中的配 置表，根據(jù)功率值選擇對(duì)應(yīng)的開關(guān)載波頻率值； 步驟4 :控制單元根據(jù)選定的開關(guān)載波頻率值給開關(guān)管發(fā)出相應(yīng)的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來 控制開關(guān)管的導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】H02M7/48GK104158417SQ201410360387
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】王嘉力, 李 杰, 王利強(qiáng), 張雷, 郭鵬, 鄭凱波, 張路 申請(qǐng)人:特變電工新疆新能源股份有限公司, 特變電工西安電氣科技有限公司