一種直流微網(wǎng)用無變壓器的三相dc-ac變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子變流技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直流微網(wǎng)用無變壓器的三相DC-AC變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]微電網(wǎng)，是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。以直流方式傳輸?shù)木徒兄绷魑㈦娋W(wǎng)。
[0003]對于2000V直流母線電壓變換到380V交流電網(wǎng)的要求而言，變比很高，一般傳統(tǒng)的解決方式為加入一個(gè)笨重的交流變壓器，使得對變換器的變比要求降低。圖1所示為一個(gè)現(xiàn)有的直流母線電壓高于2000V的直流微網(wǎng)，蓄電池、太陽能電池、低壓380V電網(wǎng)通過各個(gè)端口的變流器接入直流母線。其中對于低壓電網(wǎng)的接入變流器來說，因?yàn)槟妇€電壓相對于交流側(cè)電壓較高，所以通常不能直接將兩端通過變流器直接連接，而是要加入一個(gè)工頻變壓器以實(shí)現(xiàn)兩端電壓的匹配，如圖1的A端、B端、D端所示。
[0004]而加入的工頻變壓器會(huì)帶來體積龐大、效率低的問題，而不加入這個(gè)變壓器，有很難實(shí)現(xiàn)逆變/整流器工作在較佳的工作狀態(tài)。因?yàn)閮啥说碾妷旱燃?jí)差別較大，所以其調(diào)制率可能很低從而導(dǎo)致輸出波形含有較大的諧波，以及效率較低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種直流微網(wǎng)用的無變壓器的三相DC-AC變換器，其不需要在直流母線和低壓電網(wǎng)之間插入變壓器，能夠讓DC-AC變換器工作于最佳的調(diào)制率范圍，提高了變換器效率以及減少了諧波輸出。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種直流微網(wǎng)用的無變壓器的三相DC-AC變換器，其包括:至少兩個(gè)DC-AC變換單元，所述DC-AC變換單元并聯(lián)連接；其中:兩個(gè)所述DC-AC變換單元錯(cuò)相并聯(lián)。
[0008]較佳地，所述DC-AC變換單元用于實(shí)現(xiàn)2000V DC到1100V AC之間的變換。
[0009]較佳地，兩個(gè)所述DC-AC變換單元錯(cuò)相60°并聯(lián)，此處60°指的是兩個(gè)DC-AC變換單元的PWM調(diào)制過程中的調(diào)制波相角差為60°。
[0010]較佳地，所述DC-AC變換單元與CPU相連。
[0011 ] 較佳地，所述CPU通過PffM控制所述DC-AC變換單元。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013](I)本發(fā)明提供的直流微網(wǎng)用的無變壓器的三相DC-AC變換器采用了至少兩臺(tái)DC-AC變換器(DC-AC變換單元)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，每臺(tái)DC-AC (DC-AC變換單元)都實(shí)現(xiàn)2000VDC到1100V AC之間的變換，這樣可以保證每臺(tái)DC-AC變換器(DC-AC變換單元)工作在最佳的調(diào)制比狀態(tài)，有效降低了損耗，提升了效率；
[0014](2)輸出側(cè)的至少兩臺(tái)DC-AC變流器(DC-AC變換單元)錯(cuò)相并聯(lián)，這種錯(cuò)相的控制策略還可以有效降低輸出諧波含量，例如若錯(cuò)相60°，可以有效消除輸出交流電流中的三次諧波；
[0015](3)省去了笨重的變壓器，簡化了變換器的結(jié)構(gòu)。
[0016]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0018]圖1為現(xiàn)有的DC-AC變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例的三相DC-AC變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的三相DC-AC變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]結(jié)合圖2，本實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的直流微網(wǎng)用的無變壓器的三相DC-AC變換器，其包括至少兩個(gè)DC-AC變換單元，此處以兩個(gè)為例，兩個(gè)DC-AC變換單元錯(cuò)相并聯(lián)連接。
[0023]本實(shí)施例中，兩個(gè)DC-AC變換單元錯(cuò)相60°，可以在輸出測得到需要的低壓400VAC0
[0024]如圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例的變換器，該變換器由兩個(gè)DC-AC變換單元并聯(lián)組成。每個(gè)DC-AC變換單元由6只IGBT、直流母線電容和交流濾波電感組成。兩個(gè)DC-AC變換單元的直流輸入側(cè)分別與電容Cl并聯(lián)連接，例如I號(hào)DC-AC變換單元中的Sal、Sbl、Scl三只IGBT的漏極、Cl的陽極連接到節(jié)點(diǎn)I上，2號(hào)DC-AC變換單元的連接方式同理；在每個(gè)DC-AC變換單元中每個(gè)橋臂中點(diǎn)接濾波電感，例如I號(hào)DC-AC變換單元中的a相橋臂中，節(jié)點(diǎn)3連接濾波電感Lsa、Sal的源極、Sa2的漏極，I號(hào)DC-AC變換單元的其余兩相橋臂連接方式同理，2號(hào)DC-AC變換單元的連接方式同理；兩個(gè)DC-AC變換單元每一項(xiàng)輸出分別經(jīng)由各自的濾波電感再連接到電網(wǎng)三相端口上，例如節(jié)點(diǎn)A連接電網(wǎng)A相端口、Lsa、Lqa，其余兩相連接方式同理。
[0025]本實(shí)施例的DC-AC變換器采用兩臺(tái)DC-AC變換單元并聯(lián)組成，每臺(tái)DC-AC變換單元都用于實(shí)現(xiàn)2000V DC到1100V AC之間的變換，這樣可以保證每臺(tái)DC-AC變換器工作在最佳的調(diào)制比狀態(tài)，有效提升了效率；另外，錯(cuò)相的控制策略可以有效降低輸出諧波含量，可以有效消除輸出交流電流中的三次諧波，同時(shí)錯(cuò)相策略可以使DC-AC變換器獲得較高的變比，省去了交流變流器，有效提高了變換器的傳輸效率。
[0026]較佳實(shí)施例中，三相DC-AC變換器通過CPU自動(dòng)控制，兩個(gè)DC-AC變換單元可由同一 CPU分別控制，分別通過PffMl和PWM2來控制，如圖3所示。
[0027]如圖3所示，其是在圖2的基礎(chǔ)上加入了 CPU控制，主電路中各傳感器和采樣電路將采樣信號(hào)(采樣1、采樣2兩組信號(hào))傳遞給CPU處理，CPU發(fā)PffM波(PWMUPWM2兩組信號(hào))經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形，從而控制主電路中各個(gè)功率管的通斷。
[0028]如圖3中所示，I號(hào)DC-AC變換單元的采樣電路將實(shí)時(shí)的電網(wǎng)電壓傳遞給CPU，CPU通過鎖相環(huán)的算法確定當(dāng)前的電網(wǎng)電壓相位。采樣點(diǎn)路將實(shí)時(shí)的Cl兩端電壓(即直流母線電壓)傳遞給CPU，CPU通過電壓環(huán)算法確定當(dāng)前的電流指令峰值，再結(jié)合前面得到的電網(wǎng)電壓相位，得到當(dāng)前的電流指令。該電流指令經(jīng)過電流環(huán)算法，得出當(dāng)前電壓指令，再通過與當(dāng)前直流母線電壓采樣值的比較，得出當(dāng)前的調(diào)制比。經(jīng)由調(diào)制波與三角載波的比較，最終得出某一占空比的方波，從而控制I號(hào)DC-AC變換單元發(fā)出交流電流。而對于2號(hào)DC-AC變換單元，CPU將鎖相環(huán)所得網(wǎng)壓相位加上60°，并繼續(xù)計(jì)算電流指令。
[0029]2號(hào)DC-AC變換單元其余的控制過程與I號(hào)相同。故2號(hào)DC-AC變換單元得到的調(diào)制波與I號(hào)相位差為60°，從而輸出相位差60°的交流輸出電壓，兩個(gè)DC-AC變換單元并聯(lián)輸出，從而得到了較低的輸出電壓。
[0030]此處公開的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并不是對本發(fā)明的限定。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在說明書范圍內(nèi)所做的修改和變化，均應(yīng)落在本發(fā)明所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直流微網(wǎng)用的無變壓器的三相DC-AC變換器，其特征在于，包括:至少兩個(gè)DC-AC變換單元，所述DC-AC變換單元并聯(lián)連接；其中: 兩個(gè)所述DC-AC變換單元錯(cuò)相并聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相DC-AC變換器，其特征在于，所述DC-AC變換單元用于實(shí)現(xiàn)2000V DC到IlOOV AC之間的變換。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相DC-AC變換器，其特征在于，兩個(gè)所述DC-AC變換單元錯(cuò)相60°并聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的三相DC-AC變換器，其特征在于，所述DC-AC變換單元與CPU相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相DC-AC變換器，其特征在于，所述CPU通過PffM控制所述DC-AC變換單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流微網(wǎng)用的無變壓器的三相DC-AC變換器，其包括：至少兩個(gè)DC-AC變換單元，至少兩個(gè)DC-AC變換單元并聯(lián)連接；其中：兩個(gè)DC-AC變換單元錯(cuò)相并聯(lián)。另外，還可以采用CPU通過PWM控制技術(shù)來自動(dòng)控制DC-AC變換器。本發(fā)明的直流微網(wǎng)用的無變壓器的三相DC-AC變換器不需要在直流母線和低壓電網(wǎng)之間插入變壓器，能夠讓DC-AC變流器工作于最佳的調(diào)制率范圍，提高了變換器效率以及減少了諧波輸出。
【IPC分類】H02M7/00
【公開號(hào)】CN105207499
【申請?zhí)枴緾N201510589999
【發(fā)明人】王勇, 李驕陽, 田杰, 李建春
【申請人】上海交通大學(xué), 南京南瑞繼保電氣有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月16日