[发明专利]一种逆变器软启动的软件控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种逆变器软启动的软件控制系统，包括软启动控制单元以及依次连接的直流电源模块、DC‑DC变换单元和DC‑AC逆变单元,所述DC‑DC变换单元的母线电压外环和电感电流内环均经第一PWM模块后与DC‑DC变换单元连接，所述DC‑AC逆变单元的电容电压外环和负载电流内环均经第二PWM模块后与DC‑AC逆变单元连接，所述软启动控制单元包括采样单元和定时单元；本发明还公开了一种逆变器软启动的软件控制方法，本发明比单一占空比软启方式更安全可靠，且启动时长可灵活调整，不必增加额外的硬件软启电路，从而有效保护了重要器件，提升了系统可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是一种逆变器软启动的软件控制系统和方法。

背景技术

逆变器在启动时，由于直流母线电容和光伏阵列之间存在较大的压差，所以会产生强大的冲击电流，易造成设备的功率器件损伤，缩短使用寿命。

为了降低di/dt过大造成的危害，通常是增加功率电阻、接触器、熔丝等组成的硬件电路，对冲击电流进行限流卸放的方法。但增加软启动器件的方式会增加硬件成本，且可能过于延长启动时间。近年来也有通过控制逆变输出管驱动脉宽从0逐渐增大的软件方式，但仅限于单一软件软启措施。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种逆变器软启动的软件控制系统和方法，本发明比单一占空比软启方式更安全可靠，且启动时长可灵活调整，不必增加额外的硬件软启电路，从而有效保护了重要器件，提升了系统可靠性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种逆变器软启动的软件控制系统，包括软启动控制单元以及依次连接的直流电源模块、DC-DC变换单元和DC-AC逆变单元,所述DC-DC变换单元的母线电压外环和电感电流内环均经第一PWM模块后与DC-DC变换单元连接，所述DC-AC逆变单元的电容电压外环和负载电流内环均经第二PWM模块后与DC-AC逆变单元连接，所述软启动控制单元包括采样单元和定时单元，其中：

采样单元，用于采集当前母线电压Vb_fbk、电感电流Ib_fbk、电容电压uc_fbk和负载电流io_fbk；

定时单元，用于每隔固定时长ss_t，将电压外环参考值Vb_ref、电感电流内环输出占空比D_dc分别累加一个电压参考值步长ss_vbref和电感电流驱动占空比步长ss_d以及每隔固定时长ss_t，将交流逆变桥驱动PWM输出占空比D_ac累加一个负载电流驱动占空比步长ss_m。

作为优选，所述直流电源模块为光伏阵列或蓄电池组。

本发明还提供一种逆变器软启动的软件控制方法，包括以下步骤：

a、初始化软启动的相关参数，包括：

DC-DC变换单元母线电压外环PID_Vb、电感电流内环PID_Ib的比例积分参数；

DC-AC逆变单元电容电压外环PID_uc、负载电流内环PID_io的比例积分参数；

软启动步长，包括：母线电压参考值步长ss_vbref、电感电流占空比步长ss_d、负载电流驱动占空比步长ss_m；

定时单元的步长计数值ss_t；

软启动终止电压阈值Vb_ss_th、交流闭环电压阈值Vb_inv_th、交流电压参考值uc_ref；

清零电压外环参考值Vb_ref，清零电感电流内环输出占空比D_dc，清零负载交流逆变桥驱动PWM输出占空比D_ac；

b、通过定时单元每隔固定的步长计数值ss_t，将电压外环参考值Vb_ref、电感电流内环输出占空比D_dc分别累加一个母线电压参考值步长ss_vbref和电感电流占空比步长ss_d；