本發(fā)明涉及光伏逆變器領(lǐng)域，尤其涉及的是一種帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法。

背景技術(shù)：

目前，儲(chǔ)能逆變器一般和電網(wǎng)相連，并網(wǎng)發(fā)電或者從電網(wǎng)吸收能量進(jìn)行儲(chǔ)能充電，要求極高的pf值和極小的電流諧波，以減少逆變器對(duì)電網(wǎng)的污染；但現(xiàn)在逆變器一般的電流諧波失真<5％(偏高)，且現(xiàn)有與電網(wǎng)連接的逆變器結(jié)構(gòu)及其控制方法，還是比較復(fù)雜，效率較低。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，旨在解決現(xiàn)有與電網(wǎng)連接的逆變器控制方法比較復(fù)雜，效率較低，控制不夠簡(jiǎn)潔，以及電流諧波失真不夠低的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，該控制器包括6個(gè)ibgt，分別為q1、q2、q3、q4、q5和q6，所述q1、q3、和q5串聯(lián)連接，所述q2、q和q6串聯(lián)連接；所述q1、q3、q5串聯(lián)后與串聯(lián)后q2、q4、q6并聯(lián)連接；所述q1和q3互補(bǔ)工作，q2和q4互補(bǔ)工作，q6與q1共驅(qū)動(dòng)，q5與q2共驅(qū)動(dòng)；通過電感l(wèi)1和l2與市電連接；

該逆變器的控制模型分析如下：

1、光伏逆變器連接的市電中電感l(wèi)1/l2中的電流變化為：

其中vline為市電電壓；

2、設(shè)計(jì)vac的值為市電電壓前饋值加上電感電流的比例積分控制值；

3、將方程(2)代入方程(1)后得到方程式：

這樣便實(shí)現(xiàn)了電流的比例積分控制，合理選擇比例積分參數(shù)，使電感電流跟隨參考電流；

其中，參考的正弦電流iref(t)，其幅值由設(shè)置的功率pset和市電電壓有效值vrms確定。當(dāng)設(shè)置功率為正，進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電，電感電流與市電電壓方向相同。當(dāng)設(shè)置功率為負(fù)，進(jìn)行儲(chǔ)能充電，電感電流與市電電壓方向相反，

計(jì)算公式為：

具體占空比為：根據(jù)vac的值，確定q1、q2的占空比，以獲得期望的電感電流；具體如下：

vac大于零(正半周)，q1占空比d1設(shè)計(jì)為(此時(shí)q2斷開，d2＝0)：

vac小于零(負(fù)半周)，q2的占空比d2設(shè)計(jì)為(此時(shí)q1斷開，d1＝0)：

其中，vbus為逆變器輸入直流電壓。

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，其中，還包括控制芯片(dsp)自動(dòng)插入死區(qū)，以避免q1/q3、q2/q4兩管出現(xiàn)共通。死區(qū)插入原理如圖2所示。

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，其中，所述控制模型1中電感l(wèi)1/l2中的電流波形為正弦，其相位與市電電壓相同或完全相反。

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，其中，所述控制模型1中l(wèi)為l1/l2的感值，兩者相等。

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，其中，所述控制模型3中，在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，參考電流與市電電壓同相位，逆變器對(duì)電網(wǎng)釋放能量；在儲(chǔ)能充電時(shí)，參考電流與市電電壓反相，逆變器從電網(wǎng)吸收能量。

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，其中，在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，以正半周為例：q1、q6導(dǎo)通，電感電流增大；q1、q6關(guān)閉，電感電流減小，為了消除死區(qū)對(duì)電流增大的影響，需要增大q1的驅(qū)動(dòng)。同理，在負(fù)半周，要增加q2的驅(qū)動(dòng)。

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)：

當(dāng)vac大于零，

當(dāng)vac小于零，

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，其中，在儲(chǔ)能充電時(shí)，以正半周為例：q3，q4導(dǎo)通時(shí)，電感電流增加；q1、q6導(dǎo)通，電感電流減小，為了消除死區(qū)對(duì)電流增大的影響，需要減小q1的驅(qū)動(dòng)。同理，在負(fù)半周，要減小q2的驅(qū)動(dòng)。

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，在儲(chǔ)能充電時(shí)：

當(dāng)vac大于零，

當(dāng)vac小于零，

這樣可消除dsp自動(dòng)插入死區(qū)對(duì)電流的影響，既避免q1/q3、q2/q4兩管出現(xiàn)共通，又能達(dá)到降低電流諧波失真、提高pf值的目的。

有益效果：本發(fā)明通過并網(wǎng)發(fā)電和儲(chǔ)能工作時(shí)，市電電壓正半周，q1/q3進(jìn)行pwm調(diào)制，q2斷開，q4長(zhǎng)通；在市電電壓負(fù)半周，q2/q4進(jìn)行pwm調(diào)制，q1斷開，q3長(zhǎng)通。無論是并網(wǎng)發(fā)電，還是給蓄電池充電，市電中電感l(wèi)1/l2中的電流波形為正弦，其相位與市電電壓相同或完全相反，以達(dá)到高輸入功率因數(shù)(pf)值，降低電流諧波失真(thdi)的目的；同時(shí)通過根據(jù)市電過零和市電周期計(jì)算一個(gè)參考的正弦電流iref(t)和設(shè)計(jì)vac的值為市電電壓前饋值加上電感電流的比例積分控制值，實(shí)現(xiàn)了電感電流的比例積分控制，通過合理選擇比例積分參數(shù)，使電感電流跟隨參考電流；并且無論充電和放電，共用一個(gè)控制器參數(shù)；只是并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，參考電流與市電電壓同相位，逆變器對(duì)電網(wǎng)釋放能量；儲(chǔ)能充電時(shí)，參考電流與市電電壓反相，逆變器從電網(wǎng)吸收能量；實(shí)現(xiàn)了可以用同一種算法實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電及儲(chǔ)能充電，控制過程十分簡(jiǎn)潔。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中光伏逆變器的電路圖。

圖2是本發(fā)明中死區(qū)補(bǔ)償示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器，該控制器包括6個(gè)ibgt，分別為q1、q2、q3、q4、q5和q6，所述q1、q3、和q5串聯(lián)連接，所述q2、q4和q6串聯(lián)連接；所述q1、q3、q5串聯(lián)后與串聯(lián)后q2、q4、q6并聯(lián)連接；所述q1和q3互補(bǔ)工作，q2和q4互補(bǔ)工作，q6與q1共驅(qū)動(dòng)，q5與q2共驅(qū)動(dòng)；所述光伏逆變器通過電感l(wèi)1和l2與市電連接。

因此，在并網(wǎng)發(fā)電和儲(chǔ)能工作時(shí)，市電電壓正半周，q1/q3進(jìn)行pwm調(diào)制，q2斷開，q4長(zhǎng)通。市電電壓負(fù)半周，q2/q4進(jìn)行pwm調(diào)制，q1斷開，q3長(zhǎng)通。

無論是并網(wǎng)發(fā)電，還是給蓄電池充電，希望電感l(wèi)1/l2中的電流波形為正弦，其相位與市電電壓相同或完全相反，以達(dá)到高輸入功率因數(shù)(pf)值，低電流諧波失真(thdi)的目的。

如圖2所示，本發(fā)明公開了一種帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，其包括以下步驟：

步驟一，根據(jù)市電過零和市電周期計(jì)算一個(gè)參考的正弦電流iref(t)，其幅值由設(shè)置的功率pset和市電電壓有效值vrms確定，計(jì)算公式為：

步驟二，通過實(shí)時(shí)采樣市電電壓和電感電流的值，設(shè)計(jì)vac的值為市電電壓前饋值加上電感電流的比例積分控制值；

步驟三，合理選擇比例積分參數(shù)(即占空比d1和d2)，使電感電流跟隨參考電流；

通過上述的步驟，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)電感電流的比例積分控制，使電感電流跟隨參考電流；所以市電電壓的前饋控制方法簡(jiǎn)單，可以用同一種算法實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電及儲(chǔ)能充電，控制過程十分簡(jiǎn)潔。

進(jìn)一步說，本發(fā)明還包括控制芯片(dsp)自動(dòng)插入死區(qū)，以避免q1/q3、q2/q4兩管出現(xiàn)共通；針對(duì)逆變器是并網(wǎng)充電還是儲(chǔ)能發(fā)電工作方式的不同，合理選擇死區(qū)時(shí)間的補(bǔ)償，可以極大地改善電流諧波失真，提高逆變器的工作性能。死區(qū)插入原理如圖2所示；具體來說：

在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，選擇死區(qū)時(shí)間滿足以下關(guān)系式：

當(dāng)vac大于零，

當(dāng)vac小于零，

在儲(chǔ)能充電時(shí)，選擇死區(qū)時(shí)間滿足以下關(guān)系式：

當(dāng)vac大于零，

當(dāng)vac小于零，

進(jìn)一步說，本發(fā)明中電感l(wèi)1/l2中的電流波形為正弦，其相位與市電電壓相同或完全相反。

進(jìn)一步說，本發(fā)明中l(wèi)為l1/l2的感值，兩者相等。

進(jìn)一步說，本發(fā)明中電流電感的比例積分參數(shù)由方程式(2)代入方程式(1)后得到方程式：

進(jìn)一步說，在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，參考電流與市電電壓同相位，逆變器對(duì)電網(wǎng)釋放能量；在儲(chǔ)能充電時(shí)，參考電流與市電電壓反相，逆變器從電網(wǎng)吸收能量。

進(jìn)一步說，在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，以正半周為例：q1、q6導(dǎo)通，電感電流增大，q1、q6關(guān)閉，電感電流減小，增大q1的驅(qū)動(dòng)。

如圖2所示，在市電電壓過零處，驅(qū)動(dòng)比較小，死區(qū)會(huì)使電流增大不足。

并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，以正半周為例：q1、q6導(dǎo)通，電感電流增大，q1、q6關(guān)閉，電感電流下降。red會(huì)吞噬q1的有效驅(qū)動(dòng)，使得在電壓過零處電流上升不足，由于是積分控制，在若干個(gè)周期之后，電流又會(huì)出現(xiàn)超調(diào)，使電感電流諧波失真急劇增大。因此在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，需要增大q1的驅(qū)動(dòng)。

儲(chǔ)能充電時(shí)，以正半周為例，q3導(dǎo)通時(shí)電感電流增大，q3關(guān)閉，電感通過q1、q4、q6續(xù)流，電流下降。fed的存在會(huì)使q3有效驅(qū)動(dòng)降低，電流增大時(shí)間減少，下降時(shí)間增加，實(shí)際電流很難在過零處跟隨參考電流。因此在儲(chǔ)能充電時(shí)，需要增大q3的驅(qū)動(dòng)，即減少q1的驅(qū)動(dòng)。

上述的red：risingedgedelay(前沿延遲)；fed：fallingedgedelay(下降沿延遲)。

進(jìn)一步說，在儲(chǔ)能充電時(shí)，增大q3的驅(qū)動(dòng)，減少q1的驅(qū)動(dòng)。

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，在并網(wǎng)發(fā)電，當(dāng)vac大于零，當(dāng)vac小于零，

所述的帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)膯蜗鄡?chǔ)能光伏逆變器控制方法，在儲(chǔ)能充電，當(dāng)vac大于零，當(dāng)vac小于零，

這樣針對(duì)逆變器是并網(wǎng)充電還是儲(chǔ)能發(fā)電工作方式的不同，合理選擇死區(qū)時(shí)間的補(bǔ)償，可以極大地改善電流諧波失真，提高逆變器的工作性能；通過獨(dú)立的死區(qū)補(bǔ)償，極大地改善了電流諧波，使之小于3％。

本發(fā)明通過并網(wǎng)發(fā)電和儲(chǔ)能工作時(shí)，市電電壓正半周，q1/q3進(jìn)行pwm調(diào)制，q2斷開，q4長(zhǎng)通；在市電電壓負(fù)半周，q2/q4進(jìn)行pwm調(diào)制，q1斷開，q3長(zhǎng)通。無論是并網(wǎng)發(fā)電，還是給蓄電池充電，市電中電感l(wèi)1/l2中的電流波形為正弦，其相位與市電電壓相同或完全相反，以達(dá)到高輸入功率因數(shù)(pf)值，降低電流諧波失真(thdi)的目的；同時(shí)通過根據(jù)市電過零和市電周期計(jì)算一個(gè)參考的正弦電流iref(t)和設(shè)計(jì)vac的值為市電電壓前饋值加上電感電流的比例積分控制值；實(shí)現(xiàn)了電感電流的比例積分控制，通過合理選擇比例積分參數(shù)，使電感電流跟隨參考電流；并且無論充電和放電，共用一個(gè)控制器參數(shù)；只是并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，參考電流與市電電壓同相位，逆變器對(duì)電網(wǎng)釋放能量；儲(chǔ)能充電時(shí)，參考電流與市電電壓反相，逆變器從電網(wǎng)吸收能量；實(shí)現(xiàn)了可以用同一種算法實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電及儲(chǔ)能充電，控制過程十分簡(jiǎn)潔。另外，本發(fā)明通過市電電壓前饋和死區(qū)補(bǔ)償，極大地減少了電流諧波失真，通過獨(dú)立的死區(qū)補(bǔ)償，極大地改善了電流諧波，使之小于3％。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。