[发明专利]大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种并网逆变器抑制启动冲击电流的数字化方法，属于并网逆变器控制方法的领域。

背景技术

三相PWM型并网逆变器可实现以任意功率因数向电网馈送能量，随着可再生能源并网发电技术的发展，三相大功率并网逆变器的控制技术已成为研究的热点之一。

并网逆变器在实际运行中，由于闭环电流反馈控制的存在，通常只控制电流数字控制器的电流给定，而将输出的初始值设为0。由于并网时刻的不同和DSP控制滞后的影响，并网逆变器的输出电压与电网电压在并网瞬间存在幅值与相位差，等效电路图如图3所示，会造成并网瞬间电感冲击电流过大。另外，并网电流过大易造成电感饱和，从而会使得电路中电流激增，进而引起保护装置动作，甚至损坏开关器件。

图1和图2为常见的三相并网逆变器拓扑电路图，目前常用的并网启动方法有如下几种：第一种方法是通过并网冲击电流与投入时刻的关系，选择最佳点将并网逆变器切入电网，这种方法是抑制单相逆变器并网冲击电流的有效方法之一，但是对于三相并网逆变器，三相相差120°，不可能同时达到最佳时刻点，并网时刻仍然会使至少一相存在冲击电流，会对逆变器与电网造成影响；第二种方法是并网继电器闭合之前，使逆变器处于独立运行模式，将逆变器的输出电压与市电电压同频同相同幅值后，再闭合并网开关，这种方法可以有效减小启动冲击电流，但是在并网前逆变器已工作，会造成部分能量的浪费，且逆变器由独立模式过渡到并网模式时，过程较为复杂，有产生冲击电流的可能性。

发明内容

本发明就是针对传统技术的不足，提出的一种用于抑制大功率并网逆变器的启动冲击电流的装置，解决了大功率并网系统中由于启动冲击电流的存在，对开关器件及电网造成的不良影响，同时提出了一种在任何时刻并网均可抑制冲击电流的有效方法。

本发明所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置为：在交直流逆变器的交流侧依次配置有滤波电感、电流传感器、交流电压传感器、交流缓冲继电器及交流继电器，在交直流逆变器的直流侧配置有PWM单元（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）、DSP控制单元（Digital Signal Processing，数字信号处理）及电压电流采样单元，同时在交直流逆变器的直流侧还配置有电压测量单元。

所述的DSP控制单元内有电流数字控制器及周期寄存器。

所述的DSP控制单元内有三个电流数字控制器，所述的三个电流数字控制器分别控制三相并网电流。

进一步的，所述的电流数字控制器为PI控制器。

利用所述的大功率并网逆变器抑制启动冲击电流的装置实现数字化抑制的方法为：

第一步：逆变器启动前，DSP控制单元封锁PWM单元脉冲，上位机的启动命令下传到DSP控制单元后，DSP控制单元检测三相市电电压、通过锁相环节获得市电电压的相位与频率、通过电压、电流采样单元获得三相市电电压的瞬时值u_a(k)、u_b(k)、u_c(k)；

第二步：根据三相市电电压的采样值u_a(k)、u_b(k)、u_c(k)和逆变器直流侧电压测量单元的电压采样值V_dc以及DSP控制单元的事件管理器中周期寄存器的T1PR值，得到                                                时刻三相市电调制波、、的值：   

当三相市电电压满足并网标准时，DSP控制单元将三相调制波的值、、赋值给PWM单元,使逆变器输出电压与市电同频同相同幅值；

第三步：交直流逆变器的直流侧配置的电压测量单元测量交直流逆变器的电压，当该电压满足最低并网电压时，闭合交流缓冲继电器，延时1秒后，闭合交流继电器，此时为k+n时刻，并将k+n时刻的调制波、、赋值给DSP控制单元的电流数字控制器，同时该赋值作为电流数字控制器k+n-1时刻的初始值，DSP控制单元的电流数字控制器开始工作，开启PWM脉冲，实现并网电流的输出。

本发明的有益效果在于：本发明在不增加硬件成本、不浪费能量的前提下，提出抑制大功率并网逆变器启动冲击电流的数字化方法，通过上述的控制算法，可以实现任何时刻下无冲击并网，减小甚至消除启动瞬间冲击电流对开关器件及电网的影响，控制方便，效果明显。 

附图说明