專利名稱：一種應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法
背景技術(shù)：
對于光伏發(fā)電系統(tǒng)，有兩個潛在的市場兆瓦級的大型光伏發(fā)電廠和小規(guī)模的建筑用和戶用的光伏發(fā)電系統(tǒng)，微型光伏并網(wǎng)逆變器在后者有廣泛的應(yīng)用前景。直流側(cè)采用反激拓撲的微型光伏并網(wǎng)逆變器，影響其效率的主要因素有變壓器的漏感和主開關(guān)管的損耗，故需要對兩者進行進一步優(yōu)化。處理變壓器的漏感能量，可采用無源緩沖電路和有源緩沖電路。而對于無源緩沖電路，例如RCD緩沖電路或LC緩沖電路，當(dāng)反激變換器工作于變頻控制的臨界連續(xù)導(dǎo)通模式時，緩沖電路中的無源元件的參數(shù)很難整定。當(dāng)反激變換器輸入輸出均直流，且工作于定頻模式時，傳統(tǒng)的有源鉗位技術(shù)既可以實現(xiàn)漏感能量的吸收回饋，又可以實現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開關(guān)。但是在反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器，反激變換器的輸出電壓被電網(wǎng)電壓鉗位，故其具有寬范圍的輸出電壓，且工作于變頻模式。在這種情況下，模擬控制的鉗位電路已很難達到所需要的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，在寬范圍輸出電壓以及瞬時功率不斷變化的條件下均能實現(xiàn)有鉗箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的原邊主開關(guān)管的零電壓開關(guān)、變壓器漏感能量回饋吸收和輕載時的效率提高。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案所述有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置包括一個反激變換器和一個工頻極性轉(zhuǎn)換電路、控制器，所述控制器用于控制反激變換器和一個工頻極性轉(zhuǎn)換電路的工作；所述反激變換器包括一個輸入端口，接受光伏側(cè)直流輸入電壓；一個輸出端口，輸出正弦半波電流，其輸出電壓被電網(wǎng)電壓鉗位； 一個變壓器，所述變壓器的原邊激磁電流采用峰值電流控制，其激磁電流峰值跟隨所述電流基準(zhǔn)，將變壓器副邊輸出平均電流調(diào)制為正弦半波形狀；一個原邊主開關(guān)管，所述原邊主開關(guān)管與所述變壓器的原邊繞組串聯(lián)，當(dāng)所述原邊主開關(guān)管導(dǎo)通時，所述變壓器存儲能量；當(dāng)所述原邊主開關(guān)管關(guān)斷時，所述變壓器存儲的能量耦合到副邊，通過所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路釋放給電網(wǎng)；所述反激變換器中設(shè)有一個有源鉗位電路，所述有源箝位電路包括一個輔助開關(guān)管，一個輔助二極管和一個鉗位電容，所述輔助開關(guān)管與所述輔助二極管并聯(lián)后再與所述鉗位電容構(gòu)成串聯(lián)支路，將所述串聯(lián)支路并聯(lián)在反激變換器中的變壓器原邊繞組兩端或者原邊主開關(guān)管兩端；工頻極性轉(zhuǎn)換電路，由四個開關(guān)管構(gòu)成的全橋逆變電路，通過極性轉(zhuǎn)換的方法處理所述反激變換器輸出的正弦半波電流，并將其并入電網(wǎng)，實現(xiàn)輸出正弦并網(wǎng)電流。進一步，所述變壓器的激磁電流在半個工頻周期內(nèi)工作于斷續(xù)狀態(tài)與臨界連續(xù)狀態(tài)相結(jié)合的方式，即所述反激變換器工作模式結(jié)合斷續(xù)導(dǎo)通模式和臨界連續(xù)導(dǎo)通模式。進一步，獲取當(dāng)前時刻的有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的輸出電壓和輸入電壓的瞬時值、當(dāng)前時刻電網(wǎng)電壓的電角度和電網(wǎng)電壓過零信號，結(jié)合所述電流基準(zhǔn)的峰值，從而得到所述電流基準(zhǔn)，包括斷續(xù)導(dǎo)通模式和臨界連續(xù)導(dǎo)通模式的電流基準(zhǔn)
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，所述有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置包括一個反激變換器和一個工頻極性轉(zhuǎn)換電路、控制器，所述控制器用于控制反激變換器和一個工頻極性轉(zhuǎn)換電路的工作，其特征在于所述反激變換器包括 一個輸入端口，接受光伏側(cè)直流輸入電壓； 一個輸出端口，輸出正弦半波電流，其輸出電壓被電網(wǎng)電壓鉗位； 一個變壓器，所述變壓器的原邊激磁電流采用峰值電流控制，其激磁電流峰值跟隨所述電流基準(zhǔn)，將變壓器副邊輸出平均電流調(diào)制為正弦半波形狀；一個原邊主開關(guān)管，所述原邊主開關(guān)管與所述變壓器的原邊繞組串聯(lián)，當(dāng)所述原邊主開關(guān)管導(dǎo)通時，所述變壓器存儲能量；當(dāng)所述原邊主開關(guān)管關(guān)斷時，所述變壓器存儲的能量耦合到副邊，通過所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路釋放給電網(wǎng)；所述反激變換器中設(shè)有一個有源鉗位電路，所述有源箝位電路包括一個輔助開關(guān)管， 一個輔助二極管和一個鉗位電容，所述輔助開關(guān)管與所述輔助二極管并聯(lián)后再與所述鉗位電容構(gòu)成串聯(lián)支路，將所述串聯(lián)支路并聯(lián)在反激變換器中的變壓器原邊繞組兩端或者原邊主開關(guān)管兩端；工頻極性轉(zhuǎn)換電路，由四個開關(guān)管構(gòu)成的全橋逆變電路，通過極性轉(zhuǎn)換的方法處理所述反激變換器輸出的正弦半波電流，并將其并入電網(wǎng)，實現(xiàn)輸出正弦并網(wǎng)電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，其特征在于所述變壓器的激磁電流在半個工頻周期內(nèi)工作于斷續(xù)狀態(tài)與臨界連續(xù)狀態(tài)相結(jié)合的方式，即所述反激變換器工作模式結(jié)合斷續(xù)導(dǎo)通模式和臨界連續(xù)導(dǎo)通模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，其特征在于獲取當(dāng)前時刻的有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的輸出電壓和輸入電壓的瞬時值、當(dāng)前時刻電網(wǎng)電壓的電角度和電網(wǎng)電壓過零信號，結(jié)合所述電流基準(zhǔn)的峰值，從而得到所述電流基準(zhǔn)，包括斷續(xù)導(dǎo)通模式和臨界連續(xù)導(dǎo)通模式的電流基準(zhǔn)
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，其特征在于給定一個所述原邊主開關(guān)管的開關(guān)頻率閾值，當(dāng)所述原邊主開關(guān)管的開關(guān)頻率高于閾值時，所述反激變換器進入斷續(xù)導(dǎo)通模式，即所述變壓器的激磁電流工作于斷續(xù)狀態(tài)，并采用所述斷續(xù)導(dǎo)通模式的電流基準(zhǔn)；當(dāng)所述原邊主開關(guān)管的開關(guān)頻率低于閾值時，反激變換器進入臨界連續(xù)導(dǎo)通模式，并采用所述斷續(xù)導(dǎo)通模式的電流基準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，其特征在于斷續(xù)導(dǎo)通模式下，所述原邊主開關(guān)管的開通由固定的開關(guān)周期決定，主開關(guān)管的關(guān)斷由所述斷續(xù)導(dǎo)通模式的電流基準(zhǔn)決定；臨界連續(xù)導(dǎo)通模式下，所述原邊主開關(guān)管的開通由所述輔助開關(guān)管的關(guān)斷決定，即當(dāng)輔助開關(guān)管關(guān)斷后，經(jīng)過一個死區(qū)時間后開通原邊主開關(guān)管，所述原邊主開關(guān)管的關(guān)斷由所述臨界導(dǎo)通模式下的電流基準(zhǔn)決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，其特征在于臨界導(dǎo)通模式下，所述輔助開關(guān)管在反激變換器的副邊電流到零后開通一段時間，該導(dǎo)通時間由以下公式計算
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，其特征在于控制器獲取電網(wǎng)電壓過零點，給出所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路中四個開關(guān)管的工頻驅(qū)動信號；對管驅(qū)動同相，上下管驅(qū)動反相。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置的控制方法，有源箝位反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器裝置包括反激變換器和工頻極性轉(zhuǎn)換電路。在該裝置中，采用電流基準(zhǔn)對反激的原邊電流峰值進行控制，使其輸出半波正弦電流，而其輸出電壓被電網(wǎng)電壓鉗位。當(dāng)瞬時功率較小時，反激控制方法采用定頻電流斷續(xù)與變頻電流臨界連續(xù)相結(jié)合的方式。當(dāng)反激變換器工作于變頻電流臨界斷續(xù)模式時，輔助開關(guān)管在反激變換器副邊電流到零后開通一段時間，該導(dǎo)通時間可由數(shù)字芯片精確控制，從而滿足在寬范圍輸出電壓以及不同瞬時功率下均能實現(xiàn)漏感能量回饋和主開關(guān)管的軟開關(guān)?？梢源蟠蟾纳迫d條件下的效率。
文檔編號H02M3/335GK102307017SQ20111027633
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者張哲 , 莫瓊, 錢照明, 陳敏 申請人:浙江大學(xué)