[发明专利]并网逆变器的零电流穿越补偿方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及并网逆变技术领域，尤其涉及一种并网逆变器的零电流穿越补偿方法和装置。

背景技术

为了保证电网质量，电力部门对分布式发电的并网电流总谐波畸变率(THD，与谐波含量直接相关)有很严格的规定，在国际上也有很多相关的标准，如IEEE Std929-2000、UL1741等，严格限定了并网逆变器的最大电流谐波含量。因此，分析并网逆变器的并网电流波形畸变原因、降低并网电流谐波含量对于保证电网质量具有重要意义。

在电网电压畸变率较低的情况下，影响并网电流波形畸变的原因主要有以下三个原因：一是AD采集的线性失真；二是开关死区效应；三是零电流穿越效应，即，并网电流波形在过零点附近发生畸变所产生的效应，也称为电流零穿越效应，其中，AD采集线性失真(即，偏移)的影响可通过AD线性校准技术来补偿，开关死区效应的影响可通过电压补偿技术、直接脉冲补偿技术、重复控制补偿技术等来补偿，而目前对于电流零穿越效应的研究相对较少。

笼统地说，引起电流零穿越效应的原因有很多，必须针对不同的原因采用不同的补偿方法。目前已有几篇文献针对由于使用传统线性PWM控制策略而引起的电流零穿越效应进行了研究，比如，在申请号为200910112197.7的中国专利申请“单相电流源并网逆变器的非线性脉宽调制控制装置”和申请号为200710100324.2的中国专利申请“一种快速稳定实现最大功率跟踪的光伏三相并网控制方法”中，分别提出了对并网电流进行闭环控制以消除由于使用传统线性PWM控制策略而引起的电流零穿越效应的方法。

但是，除了传统线性PWM控制策略引起电流零穿越效应之外，开关管的导通占空比过小，即，调制脉宽过窄也是导致电流零穿越效应的一个因素。具体地讲，在并网逆变器中，由于栅源寄生电容的影响，开关管的导通和关断均需要一定的时间，在电流过零点附近，由于开关管的导通占空比过小，即，调制脉宽过窄，常常会造成开关管还没有完全导通，就开始关断了，这样导致以下两个问题：一是在输出电压和输出电流中丢失了开关管的过窄调制脉宽，因而不能准确反映并网电路闭环控制系统所给出的调制信息；二是输出电流被嵌位在零点，并网电流波形在零点处产生畸变，电流谐波含量增大，这段时间系统功率不能得到有效传输，并网输出电能质量差，并且增加了开关损耗。因此，必须针对由于开关管导通占空比过小而引起的电流零穿越效应进行补偿，以补偿丢失的调制信息和消除并网电流波形畸变。但是，目前尚缺乏针对这个问题的解决方案。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种并网逆变器的零电流穿越补偿方法和装置，以消除由于开关管的导通占空比过小，即，调制脉宽过窄而引起的电流零穿越效应。

为了实现以上目的，本发明提供一种并网逆变器的零电流穿越补偿方法，包括：判断并网逆变器的输出电流是否在零点补偿区域内，在所述零点补偿区域内，由于并网逆变器的高频桥臂中下半臂的高频开关管的调制脉宽过窄而使得并网逆变器的输出电流被嵌位在零点；如果判断并网逆变器的输出电流在零点补偿区域内，则通过以下方式来对并网逆变器进行零点补偿，即，调整并网逆变器的高频桥臂中的高频开关管之一的脉宽宽度，以使并网逆变器的输出电流不被嵌位在零点，并调整高频桥臂中的另一高频开关管以使其与前述高频开关管互补导通，同时将同样的脉宽调整施加于低频桥臂中的相应低频开关管，并调整低频桥臂中的另一低频开关管以使其与前述低频开关管互补导通。

优选地，所述零点补偿步骤包括以下步骤：使并网逆变器的高频桥臂中下半臂的高频开关管采用加宽的调制脉宽进行调制，所述加宽的调制脉宽为高频桥臂中下半臂的高频开关管原有的调制脉宽加上一个固定脉宽，并将高频桥臂中上半臂的另一高频开关管的调制脉宽调整为与所述加宽的调制脉宽互补，以使该高频开关管与前述高频开关管以相同的频率互补导通；同时，使低频桥臂中下半臂的低频开关管采用所述固定脉宽进行调制，并将低频桥臂中上半臂的另一低频开关管的调制脉宽调整为与所述固定脉宽互补，以使该低频开关管与前述低频开关管以相同的频率互补导通。