[实用新型]三电平光伏并网逆变器直流电压平衡控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三电平光伏并网逆变器直流电压平衡控制器。

背景技术

效率和并网电流THD（Total Harmonic distortion，总谐波含量）是光伏并网逆变器最关键的两个指标。一般为获取更小的并网电流谐波含量，都采取提高开关频率的办法，但这必然导致逆变器损耗增加，整机效率降低。三电平光伏并网逆变器通过增加输出电平数来提高等效开关频率，因此可以以较低的开关频率实现较好的谐波电流输出。

二极管钳位三电平光伏并网逆变器是应用最为广泛的多电平逆变器，理论上，由于三相系统是对称的，二极管钳位三电平光伏并网逆变器直流侧电容电压应该始终是平衡的。然而，由于死区、器件参数等等不对称因素的存在，使得通过钳位二极管流入直流母线中点的电流平均值不为0，从而导致正直流母线电压和负直流母线电压出现不平衡，若不对其进行抑制，三电平的优势将丧失，在损坏自身功率器件的同时甚至会对系统中的其他装置造成损坏。

目前主要有两种方法能够解决二极管钳位三电平光伏并网逆变器直流侧电容电压不平衡问题：一种是基于SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制），通过选择三电平光伏并网逆变器输出的小矢量，从而改变其开关管导通时间，使得流入直流母线中点电流的平均值为0，最终实现直流侧电容电压平衡，这种方法应用较为广泛，但难点在于实现较为复杂；另一种方法是基于SPWM（sinusoidal  Pulse Width Modulation，正弦脉宽调制），通过向调制波中注入零序电压分量来改变开关管导通时间从而实现直流侧电容电压平衡，这种方法的优点在于实现简单，而且注入的零序电压不会影响到二极管钳位三电平光伏并网逆变器的输出电流，其难点在于零序电压分量的选择。

实用新型内容

所要解决的技术问题 ：针对以上不足本实用新型提供一种三电平光伏并网逆变器直流电压平衡控制器，提高了光伏逆变器效率、减小输出电压电流谐波、降低开关应力，成本也较低。

本实用新型通过以下技术方案而实现：一种三电平光伏并网逆变器直流电压平衡控制器，包括三电平光伏并网逆变器、直流侧电容电压采样单元、交流电流检测单元、滤波单元、信号放大处理单元、平衡控制单元、逆变器控制单元、PWM产生单元；

所述直流侧电容电压采样单元并联在三电平光伏并网逆变器直流侧，交流电流检测单元串联于三电平光伏并网逆变器交流侧；

所述直流侧电容电压采样单元通过电压霍尔或者线性光耦采样三电平光伏并网逆变器直流侧电容电压Vdc1、Vdc2，然后对采样后的直流信号经过滤波单元和信号放大处理单元后送到平衡控制单元和逆变器控制单元；

所述交流电流检测单元通过电流霍尔或者电流互感器采样三电平光伏并网逆变器交流侧电流Isa、Isb、Isc，然后对采样后的交流信号经过滤波单元和信号放大处理单元后送到平衡控制单元和逆变器控制单元；

最后经过PWM发生单元产生PWM驱动信号。

有益效果:本实用新型的结构设计，使其实现简单，稳定性好，提高了光伏逆变器效率、减小输出电压电流谐波、降低开关应力，成本也较低。

附图说明

图1为本实用新型平衡控制器结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，三电平光伏并网逆变器直流电压平衡控制器包括三电平光伏并网逆变器、直流侧电容电压采样单元、交流电流检测单元、滤波单元、信号放大处理单元、平衡控制单元、逆变器控制单元、PWM产生单元；

所述直流侧电容电压采样单元并联在三电平光伏并网逆变器直流侧，交流电流检测单元串联于三电平光伏并网逆变器交流侧；

所述直流侧电容电压采样单元通过电压霍尔或者线性光耦采样三电平光伏并网逆变器直流侧电容电压Vdc1、Vdc2，然后对采样后的直流信号经过滤波单元和信号放大处理单元后送到平衡控制单元和逆变器控制单元；

所述交流电流检测单元通过电流霍尔或者电流互感器采样三电平光伏并网逆变器交流侧电流Isa、Isb、Isc，然后对采样后的交流信号经过滤波单元和信号放大处理单元后送到平衡控制单元和逆变器控制单元；

最后经过PWM发生单元产生PWM驱动信号。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。