一種可調(diào)度式雙模逆變器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可調(diào)度式雙模逆變器，包括：主電路模塊和控制電路模塊；主電路模塊包括轉(zhuǎn)換開關(guān)（A1、A2、A3）、DC/DC變換電路、儲(chǔ)能濾波電路和DC/AC逆變電路；DC/DC變換電路由雙向直流變換電阻組成；儲(chǔ)能濾波電路由電感L和電容C構(gòu)成的組合濾波電路組成；DC/AC逆變電路由4只全控開關(guān)管組成的全橋逆變電路組成；轉(zhuǎn)換開關(guān)A1公共端與DC/DC變換電路相連接，兩個(gè)觸點(diǎn)端分別與新能源發(fā)電輸出端和儲(chǔ)能系統(tǒng)連接；轉(zhuǎn)換開關(guān)A2公共端與DC/DC變換電路連接，兩個(gè)觸點(diǎn)端分別與儲(chǔ)能濾波電路和儲(chǔ)能系統(tǒng)連接；轉(zhuǎn)換開關(guān)A3公共端與DC/AC逆變電路連接，輸出端分別與電網(wǎng)和本地負(fù)載連接。通過(guò)上述方式，本發(fā)明能夠能夠工作于多種模式，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需求。
【專利說(shuō)明】—種可調(diào)度式雙模逆變器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源發(fā)電逆變器領(lǐng)域，特別是涉及一種可調(diào)度式雙模逆變器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電等新能源的開發(fā)和利用，分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)將成為發(fā)展趨勢(shì)。分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)中的電源通常有獨(dú)立發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電兩種工作模式。逆變器作為分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，其功能直接決定了分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用方式。目前，只具有單一的并網(wǎng)或單一的離網(wǎng)功能，如要同時(shí)實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)應(yīng)用，需采用兩套逆變器系統(tǒng)，勢(shì)必造成應(yīng)用成本的增加，同時(shí)也會(huì)增大系統(tǒng)的復(fù)雜性和降低系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隨著對(duì)分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)的性能要求越來(lái)越嚴(yán)格，在多數(shù)場(chǎng)合也需要逆變器具有可調(diào)度功能，以期更好地滿足電網(wǎng)和用戶的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可調(diào)度式雙模逆變器及其控制方法，通過(guò)采用多組轉(zhuǎn)換開關(guān)，結(jié)合DC/DC雙向變換和PWM整流控制技術(shù)，通過(guò)一套主電路即可實(shí)現(xiàn)逆變器的多種工作模式，滿足逆變器的多種工況運(yùn)行需求，實(shí)現(xiàn)其可調(diào)度功能；同時(shí)，采用雙DSP分工控制策略，可以提高控制效率和可靠性，采用靈活的控制方法，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能，極大地提高了整機(jī)性價(jià)比和降低了逆變器的成本。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種可調(diào)度式雙模逆變器，包括:主電路模塊和控制電路模塊；所述主電路模塊包括轉(zhuǎn)換開關(guān)(Al、A2、A3)、DC/DC變換電路、儲(chǔ)能濾波電路和DC/AC逆變電路；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)Al由單個(gè)繼電器組成，所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)A2由兩個(gè)繼電器組合組成，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)A3由兩個(gè)繼電器組合組成；所述DC/DC變換電路由雙向直流變換電阻組成；所述儲(chǔ)能濾波電路由電感L和電容C構(gòu)成的組合濾波電路組成；所述DC/AC逆變電路由4只全控開關(guān)管組成的全橋逆變電路組成；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)Al公共端與DC/DC變換電路相連接，兩個(gè)觸點(diǎn)端分別與新能源發(fā)電輸出端和儲(chǔ)能系統(tǒng)相連接；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)A2公共端與DC/DC變換電路相連接，兩個(gè)觸點(diǎn)端分別與儲(chǔ)能濾波電路和儲(chǔ)能系統(tǒng)相連接；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)A3公共端與DC/AC逆變電路相連接，輸出端分別與電網(wǎng)和本地負(fù)載相連接。
[0005]優(yōu)選的是，所述控制電路模塊包括采樣電路(B1、B2、B3)、控制電路(Cl、C2、C3)、驅(qū)動(dòng)電路(D1、D2)、控制芯片模塊DSP(E1、E2)、人機(jī)接口電路和時(shí)鐘存儲(chǔ)電路；所述采樣電路(B1、B2)采樣直流電流電壓信號(hào)；所述采樣電路B3采集逆變輸出的交流電壓、電流和頻率信號(hào)；所述控制電路(C1、C2、C3)由三極管組成的繼電器驅(qū)動(dòng)控制電路組成；所述驅(qū)動(dòng)電路(D1、D2)由光耦信號(hào)隔離和放大電路組成；所述控制芯片模塊DSP (E1、E2)由雙DSP芯片TMS320F28035組成，兩芯片間采用SPI通信交換數(shù)據(jù)，所述控制芯片DSPEl完成DC/DC變換部分的控制功能，控制芯片DSPE2完成DC/AC變換部分的功能；所述人機(jī)接口電路包括按鍵輸入設(shè)定電路和顯示電路；所述時(shí)鐘存儲(chǔ)電路包括時(shí)鐘和存儲(chǔ)芯片，提供逆變器實(shí)時(shí)工作時(shí)鐘并保存逆變器的數(shù)據(jù)信息。
[0006]一種可調(diào)度式雙模逆變器的控制方法，其特征在于，包括:當(dāng)控制系統(tǒng)接收到調(diào)度指令，做出模式判斷后，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)存的不同工作模式控制算法，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，對(duì)主電路進(jìn)行控制，使主電路工作在對(duì)應(yīng)的模式狀態(tài)下；所述工作模式包括充電、并網(wǎng)、離網(wǎng)和故障模式；在充電模式下，主電路可接收新能源發(fā)電輸出端的電能經(jīng)DC/DC變換電路后給蓄電系統(tǒng)充電，也可以將電網(wǎng)的電能經(jīng)DC/AC逆變電路的PWM整流再經(jīng)DC/DC變換后給蓄電池系統(tǒng)充電；控制方法步驟如下:
51、逆變器讀取模式設(shè)定值，對(duì)逆變器用戶設(shè)定值進(jìn)行解析判定；
52、決定工作模式后，不同的工作模式下對(duì)不同參數(shù)進(jìn)行采集判定，并決定主電路的組合工作方式；逆變分別進(jìn)入充電、離網(wǎng)、并網(wǎng)和故障工作模式進(jìn)行工作；具體為:
a、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到充電模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，則優(yōu)先采用新能源發(fā)電充電，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與儲(chǔ)能系統(tǒng)接通；如新能源發(fā)電輸出端無(wú)電能輸出，則采用電網(wǎng)充電模式，對(duì)電網(wǎng)電壓采集后，滿足充電要求后，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將電網(wǎng)與DC/AC逆變電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/AC逆變電路的直流輸出端與DC/DC變換電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將DC/DC變換電路與儲(chǔ)能系統(tǒng)接通，完成電網(wǎng)充電功能，所述DC/AC逆變電路工作于PWM整流狀態(tài)；可以對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，在電網(wǎng)充電模式下，優(yōu)先在用電谷時(shí)段進(jìn)行充電模式工作；
b、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到離網(wǎng)工作模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，則優(yōu)先采用新能源發(fā)電供電，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與DC/AC逆變電路接通；控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC逆變電路輸出與負(fù)載端接通，組成由新能源發(fā)電逆變離網(wǎng)供電；如新能源發(fā)電輸出端無(wú)電能輸出或者電能輸出不足時(shí)，則采用儲(chǔ)能系統(tǒng)供電，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將儲(chǔ)能系統(tǒng)與DC/DC變換電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將電網(wǎng)與DC/AC逆變電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC逆變電路的交流輸出端與本地負(fù)載接通，所述DC/AC逆變電路工作于全橋逆變狀態(tài)下；
C、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到并網(wǎng)工作模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與DC/AC變換電路接通；對(duì)電網(wǎng)和逆變器的逆變參數(shù)進(jìn)行采集處理，達(dá)到并網(wǎng)條件后，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC變換電路輸出與電網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的并網(wǎng)功能；
d、當(dāng)控制系統(tǒng)所采集的信號(hào)中，如有異?；蚬收闲盘?hào)出現(xiàn)時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出故障控制指令，斷開轉(zhuǎn)換開關(guān)(A1、A2、A3)間的電路連接，并封鎖所有全控器件的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)主電路間的電氣隔離，并給出故障及報(bào)警信息；
53、工作模式退出返回或者工作模式轉(zhuǎn)換，逆變器可以在四種工作模式間按上述第S2步驟進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換工作；所述的控制方法，還可以按照上述各種工作模式的不同控制方式實(shí)現(xiàn)四種工作模式的無(wú)縫切換。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠工作于多種模式，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需求。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明一種可調(diào)度式雙模逆變器的系統(tǒng)原理方框示意圖；
圖2是所示一種可調(diào)度式雙模逆變器的主電路圖的示意圖；
圖3是所示一種可調(diào)度式雙模逆變器的一種實(shí)施例中主電路新能源發(fā)電充電工作模式等效電路圖；
圖4是所示一種可調(diào)度式雙模逆變器的一種實(shí)施例中主電路電網(wǎng)充電工作模式等效電路圖；
圖5是所示一種可調(diào)度式雙模逆變器的一種實(shí)施例中主電路離網(wǎng)工作模式等效電路圖；
圖6是所示一種可調(diào)度式雙模逆變器的一種實(shí)施例中主電路并網(wǎng)工作模式等效電路圖；
圖7是所示一種可調(diào)度式雙模逆變器的控制方法的流程圖；
圖8是本發(fā)明一種可調(diào)度式雙模逆變器的工作模式轉(zhuǎn)換圖；
附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、主電路模塊；2、控制電路模塊；3、儲(chǔ)能系統(tǒng)；4、新能源發(fā)電輸出端；5、電網(wǎng)；6、本地負(fù)載；11、DC/DC變換電路；12、儲(chǔ)能濾波電路；13、DC/AC逆變電路；21、人機(jī)接口電路；22、時(shí)鐘存儲(chǔ)電路；23、其他電路。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0010]請(qǐng)參閱圖1至圖8，本發(fā)明實(shí)施例包括:
一種可調(diào)度式雙模逆變器，如圖1、2所示，連接在新能源發(fā)電輸出端4、儲(chǔ)能系統(tǒng)3、電網(wǎng)5與本地負(fù)載6之間；新能源發(fā)電輸出端4為采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電形式，太陽(yáng)電池經(jīng)二極管DO后輸出電能；一種可調(diào)度式雙模逆變器包括:主電路模塊I和控制電路模塊2 ;所述主電路模塊I包括轉(zhuǎn)換開關(guān)(A1、A2、A3)、DC/DC變換電路11、儲(chǔ)能濾波電路12和DC/AC逆變電路13 ;所述DC/DC變換電路11是Zeta/Sepic雙向變換器，由電容Cl、開關(guān)管VS1、電感L1、電容C2、開關(guān)管VS2、電感L2、電容C3組成，可以工作于Zeta變換器狀態(tài)下，又可以工作于S印ic變換器狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)功率的雙向流動(dòng)；所述DC/AC逆變電路13由4只全控開關(guān)管組成的全橋逆變電路組成；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)Al由繼電器SI組成，包含公共端和兩個(gè)觸點(diǎn)
1-1、1-2，公共端與DC/DC變換電路11連接，觸點(diǎn)1-1與新能源發(fā)電輸出端4連接，觸電1-2與儲(chǔ)能系統(tǒng)3相連接；所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)A2由兩個(gè)繼電器組合組成，等效一個(gè)公共端和三個(gè)觸點(diǎn)端2-1、2-2、2-3，其中公共端與DC/DC變換電路11相連接，觸點(diǎn)端2-1與儲(chǔ)能濾波電路12電感端相連接，觸點(diǎn)端2-2與儲(chǔ)能濾波電路12電容端相連接，觸點(diǎn)端2-3與儲(chǔ)能系統(tǒng)3相連接；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)A3由兩個(gè)繼電器組合組成；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)A3公共端與DC/AC逆變電路13相連接，輸出端分別與電網(wǎng)5和本地負(fù)載6相連接；儲(chǔ)能濾波電路12由電感L3和電容C4、C5組成，可以根據(jù)電路不用工作模式狀態(tài)決定濾波方式，即接通觸點(diǎn)2-1時(shí)為電感濾波方式，接通觸點(diǎn)2-2時(shí)為電容濾波方式，其中在并網(wǎng)工作模式下優(yōu)先采用電感濾波方式，在離網(wǎng)模式下優(yōu)先采用電容濾波方式。
[0011]參見圖3，為本發(fā)明的一種實(shí)施例主電路新能源發(fā)電充電工作模式等效電路圖，轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將光伏發(fā)電輸出端與DC/DC變換電路11的等效輸入端相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路11的等效輸出端與儲(chǔ)能系統(tǒng)3相連接，此時(shí)新能源發(fā)電輸出的電能經(jīng)DC/DC變換電路11向儲(chǔ)能系統(tǒng)3正向傳送電能。
[0012]參見圖4，為本發(fā)明的一種實(shí)施例主電路電網(wǎng)充電工作模式等效電路圖，轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將儲(chǔ)能系統(tǒng)3與DC/DC變換電路11的等效輸出端相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將電網(wǎng)端與將DC/AC逆變電路13的交流端相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/AC逆變電路13的直流端經(jīng)儲(chǔ)能濾波電路12的電容濾波電路與DC/DC變換電路11的等效輸入端相連接，此時(shí)電網(wǎng)5的電能給儲(chǔ)能系統(tǒng)3補(bǔ)充充電。
[0013]參見圖5，為本發(fā)明的一種實(shí)施例主電路離網(wǎng)工作模式等效電路圖；轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將儲(chǔ)能系統(tǒng)3與DC/DC變換電路11的等效輸入端相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路11的等效輸出端與濾波電路12的電容濾波電路相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC逆變電路13的交流端與負(fù)載端相連接，此時(shí)電路以離網(wǎng)模式進(jìn)行工作。
[0014]參見圖6，為本發(fā)明的一種實(shí)施例主電路并網(wǎng)工作模式等效電路圖，轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將新能源發(fā)電輸出端4與DC/DC變換電路11的等效輸入端相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路11的等效輸出端與儲(chǔ)能濾波電路12的電感濾波電路相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC逆變電路13的交流端與將電網(wǎng)5相連接，此時(shí)電路以并網(wǎng)模式進(jìn)行工作。
[0015]所述控制電路模塊包括采樣電路(B1、B2、B3)、控制電路(Cl、C2、C3)、驅(qū)動(dòng)電路(D1、D2)、控制芯片模塊DSP(E1、E2)、人機(jī)接口電路21、時(shí)鐘存儲(chǔ)電路22和其他電路23 ;所述采樣電路(B1、B2 )采樣直流電流電壓信號(hào)；所述采樣電路B3采集逆變輸出的交流電壓、電流和頻率信號(hào)；所述控制電路(C1、C2、C3)由三極管組成的繼電器驅(qū)動(dòng)控制電路組成；所述驅(qū)動(dòng)電路(D1、D2)由光耦信號(hào)隔離和放大電路組成；所述控制芯片模塊DSP (E1、E2)由雙DSP芯片TMS320F28035組成，兩芯片間采用SPI通信交換數(shù)據(jù)，所述控制芯片DSPEl完成DC/DC變換部分的控制功能，控制芯片DSPE2完成DC/AC變換部分的功能；所述人機(jī)接口電路21包括按鍵輸入設(shè)定電路和顯示電路，可以設(shè)定逆變器的工作參數(shù)和模式等輸入信息，并對(duì)逆變器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行輸出顯示；所述時(shí)鐘存儲(chǔ)電路22包括時(shí)鐘和存儲(chǔ)芯片，提供逆變器實(shí)時(shí)工作時(shí)鐘并保存逆變器的數(shù)據(jù)信息。
[0016]一種可調(diào)度式雙模逆變器的控制方法，包括:當(dāng)控制系統(tǒng)接收到調(diào)度指令，做出模式判斷后，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)存的不同工作模式控制算法，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，對(duì)主電路進(jìn)行控制，使主電路工作在對(duì)應(yīng)的模式狀態(tài)下；所述工作模式包括充電、并網(wǎng)、離網(wǎng)和故障模式；在充電模式下，主電路可接收新能源發(fā)電輸出端的電能經(jīng)DC/DC變換電路后給蓄電系統(tǒng)充電，也可以將電網(wǎng)的電能經(jīng)DC/AC逆變電路的PWM整流再經(jīng)DC/DC變換后給蓄電池系統(tǒng)充電；參閱圖7，控制方法步驟如下:
51、逆變器讀取模式設(shè)定值，對(duì)逆變器用戶設(shè)定值進(jìn)行解析判定；
52、決定工作模式后，不同的工作模式下對(duì)不同參數(shù)進(jìn)行采集判定，并決定主電路的組合工作方式；逆變分別進(jìn)入充電、離網(wǎng)、并網(wǎng)和故障工作模式進(jìn)行工作；具體為:
a、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到充電模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，則優(yōu)先采用新能源發(fā)電充電，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與儲(chǔ)能系統(tǒng)接通；如新能源發(fā)電輸出端無(wú)電能輸出，則采用電網(wǎng)充電模式，對(duì)電網(wǎng)電壓采集后，滿足充電要求后，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將電網(wǎng)與DC/AC逆變電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/AC逆變電路的直流輸出端與DC/DC變換電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將DC/DC變換電路與儲(chǔ)能系統(tǒng)接通，完成電網(wǎng)充電功能，所述DC/AC逆變電路工作于PWM整流狀態(tài)；可以對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，在電網(wǎng)充電模式下，優(yōu)先在用電谷時(shí)段進(jìn)行充電模式工作；
b、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到離網(wǎng)工作模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，則優(yōu)先采用新能源發(fā)電供電，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與DC/AC逆變電路接通；控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC逆變電路輸出與負(fù)載端接通，組成由新能源發(fā)電逆變離網(wǎng)供電；如新能源發(fā)電輸出端無(wú)電能輸出或者電能輸出不足時(shí)，則采用儲(chǔ)能系統(tǒng)供電，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將儲(chǔ)能系統(tǒng)與DC/DC變換電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將電網(wǎng)與DC/AC逆變電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC逆變電路的交流輸出端與本地負(fù)載接通，所述DC/AC逆變電路工作于全橋逆變狀態(tài)下；
C、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到并網(wǎng)工作模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與DC/AC變換電路接通；對(duì)電網(wǎng)和逆變器的逆變參數(shù)進(jìn)行采集處理，達(dá)到并網(wǎng)條件后，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC變換電路輸出與電網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的并網(wǎng)功能；
d、當(dāng)控制系統(tǒng)所采集的信號(hào)中，如有異?；蚬收闲盘?hào)出現(xiàn)時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出故障控制指令，斷開轉(zhuǎn)換開關(guān)(A1、A2、A3)間的電路連接，并封鎖所有全控器件的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)主電路間的電氣隔離，并給出故障及報(bào)警信息；
S3、工作模式退出返回或者工作模式轉(zhuǎn)換，逆變器可以在四種工作模式間按上述第S2步驟進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換工作；所述的控制方法，還可以按照上述各種工作模式的不同控制方式實(shí)現(xiàn)四種工作模式的無(wú)縫切換。
[0017]本發(fā)明通過(guò)采用多組轉(zhuǎn)換開關(guān)，結(jié)合DC/DC雙向變換和PWM整流控制技術(shù)，通過(guò)一套主電路即可實(shí)現(xiàn)逆變器的多種工作模式，滿足逆變器的多種工況運(yùn)行需求，實(shí)現(xiàn)其可調(diào)度功能；同時(shí)，采用雙DSP分工控制策略，可以提高控制效率和可靠性，采用靈活的控制方法，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能，極大地提高了整機(jī)性價(jià)比和降低了逆變器的成本。
[0018]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(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，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】
1.一種可調(diào)度式雙模逆變器，其特征在于，包括:主電路模塊和控制電路模塊；所述主電路模塊包括轉(zhuǎn)換開關(guān)(A1、A2、A3)、DC/DC變換電路、儲(chǔ)能濾波電路和DC/AC逆變電路；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)Al由單個(gè)繼電器組成，所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)A2由兩個(gè)繼電器組合組成，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)A3由兩個(gè)繼電器組合組成；所述DC/DC變換電路由雙向直流變換電阻組成；所述儲(chǔ)能濾波電路由電感L和電容C構(gòu)成的組合濾波電路組成；所述DC/AC逆變電路由4只全控開關(guān)管組成的全橋逆變電路組成；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)Al公共端與DC/DC變換電路相連接，兩個(gè)觸點(diǎn)端分別與新能源發(fā)電輸出端和儲(chǔ)能系統(tǒng)相連接；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)A2公共端與DC/DC變換電路相連接，兩個(gè)觸點(diǎn)端分別與儲(chǔ)能濾波電路和儲(chǔ)能系統(tǒng)相連接；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)A3公共端與DC/AC逆變電路相連接，輸出端分別與電網(wǎng)和本地負(fù)載相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)度式雙模逆變器，其特征在于:所述控制電路模塊包括采樣電路(B1、B2、B3)、控制電路(Cl、C2、C3)、驅(qū)動(dòng)電路(Dl、D2)、控制芯片模塊DSP(El、E2)、人機(jī)接口電路和時(shí)鐘存儲(chǔ)電路；所述采樣電路(B1、B2)采樣直流電流電壓信號(hào)；所述采樣電路B3采集逆變輸出的交流電壓、電流和頻率信號(hào)；所述控制電路(C1、C2、C3)由三極管組成的繼電器驅(qū)動(dòng)控制電路組成；所述驅(qū)動(dòng)電路(Dl、D2)由光耦信號(hào)隔離和放大電路組成；所述控制芯片模塊DSP (E1、E2)由雙DSP芯片TMS320F28035組成，兩芯片間采用SPI通信交換數(shù)據(jù)，所述控制芯片DSPEl完成DC/DC變換部分的控制功能，控制芯片DSPE2完成DC/AC變換部分的功能；所述人機(jī)接口電路包括按鍵輸入設(shè)定電路和顯示電路；所述時(shí)鐘存儲(chǔ)電路包括時(shí)鐘和存儲(chǔ)芯片，提供逆變器實(shí)時(shí)工作時(shí)鐘并保存逆變器的數(shù)據(jù)信息。
3.一種可調(diào)度式雙模逆變器的控制方法，其特征在于，包括:當(dāng)控制系統(tǒng)接收到調(diào)度指令，做出模式判斷后，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)存的不同工作模式控制算法，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，對(duì)主電路進(jìn)行控制，使主電路工作在對(duì)應(yīng)的模式狀態(tài)下；所述工作模式包括充電、并網(wǎng)、離網(wǎng)和故障模式；在充電模式下，主電路可接收新能源發(fā)電輸出端的電能經(jīng)DC/DC變換電路后給蓄電系統(tǒng)充電，也可以將電網(wǎng)的電能經(jīng)DC/AC逆變電路的PWM整流再經(jīng)DC/DC變換后給蓄電池系統(tǒng)充電；控制方法步驟如下: . 51、逆變器讀取模式設(shè)定值，對(duì)逆變器用戶設(shè)定值進(jìn)行解析判定； . 52、決定工作模式后，不同的工作模式下對(duì)不同參數(shù)進(jìn)行采集判定，并決定主電路的組合工作方式；逆變分別進(jìn)入充電、離網(wǎng)、并網(wǎng)和故障工作模式進(jìn)行工作；具體為: a、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到充電模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，則優(yōu)先采用新能源發(fā)電充電，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與儲(chǔ)能系統(tǒng)接通；如新能源發(fā)電輸出端無(wú)電能輸出，則采用電網(wǎng)充電模式，對(duì)電網(wǎng)電壓采集后，滿足充電要求后，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將電網(wǎng)與DC/AC逆變電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/AC逆變電路的直流輸出端與DC/DC變換電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將DC/DC變換電路與儲(chǔ)能系統(tǒng)接通，完成電網(wǎng)充電功能，所述DC/AC逆變電路工作于PWM整流狀態(tài)；可以對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，在電網(wǎng)充電模式下，優(yōu)先在用電谷時(shí)段進(jìn)行充電模式工作； b、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到離網(wǎng)工作模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，則優(yōu)先采用新能源發(fā)電供電，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與DC/AC逆變電路接通；控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC逆變電路輸出與負(fù)載端接通，組成由新能源發(fā)電逆變離網(wǎng)供電；如新能源發(fā)電輸出端無(wú)電能輸出或者電能輸出不足時(shí)，則采用儲(chǔ)能系統(tǒng)供電，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al將儲(chǔ)能系統(tǒng)與DC/DC變換電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將電網(wǎng)與DC/AC逆變電路接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC逆變電路的交流輸出端與本地負(fù)載接通，所述DC/AC逆變電路工作于全橋逆變狀態(tài)下； C、當(dāng)控制系統(tǒng)接收到并網(wǎng)工作模式指令時(shí)，首先對(duì)新能源發(fā)電輸出端進(jìn)行電壓采樣，如新能源發(fā)電輸出端有合適的電壓輸出，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)Al與DC/DC變換電路輸入端接通，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A2將DC/DC變換電路輸出端與DC/AC變換電路接通；對(duì)電網(wǎng)和逆變器的逆變參數(shù)進(jìn)行采集處理，達(dá)到并網(wǎng)條件后，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)A3將DC/AC變換電路輸出與電網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的并網(wǎng)功能； d、當(dāng)控制系統(tǒng)所采集的信號(hào)中，如有異常或故障信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出故障控制指令，斷開轉(zhuǎn)換開關(guān)(A1、A2、A3)間的電路連接，并封鎖所有全控器件的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)主電路間的電氣隔離，并給出故障及報(bào)警信息； S3、工作模式退出返回或者工作模式轉(zhuǎn)換，逆變器可以在四種工作模式間按上述第S2步驟進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換工作；所述的控制方法，還可以按照上述各種工作模式的不同控制方式實(shí)現(xiàn)四種工作模式的無(wú)縫切換。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104467011SQ201410681046
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】汪義旺, 張波 申請(qǐng)人:蘇州市職業(yè)大學(xué)