[发明专利]新型光伏微逆变器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏微逆变器控制方法技术领域，尤其是一种新型光伏微逆变器控制方法。

背景技术

光伏并网微逆变器（简称微逆变器）与单个光伏组件相连，可以将光伏组件输出的直流电直接变换成交流电并传输到电网，具有以下优点：（1）保证每个组件均运行在最大功率点，具有很强的抗局部阴影能力；（2）将逆变器与光伏组件集成，可以实现模块化设计、实现即插即用和热插拔，系统扩展简单方便；（3）并网逆变器基本不独立占用安装空间，分布式安装便于配置，能够充分利用空间和适应不同安装方向和角度的应用；（4）系统冗余度高、可靠性高，单个模块失效不会对整个系统造成影响。为了减小微逆变器的体积，要求提高逆变器的开关频率，而开关频率的提高必然导致开关损耗升高、变换效率下降。如果没采取任何的措施，PWM的开关在DS级都是硬开关，也就是说在DS级还有电压时，强行关断，造成损耗，使得逆变器的效率明显降低。

所以要提高效率，必须实现PWM波形Vds的零电压开关。为了实现Vds的零电压开关，QR谐振被使用在本产品中，但是QR谐振频率随着输入电压，输出电压，输出电流及PWM占空比的变化而变化，所以获得整个正弦周期内PWM的零电压开通是不可能的。为此，本发明着眼解决如何通过改变PWM开关频率实现整个正弦周期的零电压开通，为了降低成本和增加通用性，本发明使用通用的DSP芯片而不是FPGA芯片，DSP芯片的成本远低于FPGA芯片，但是性能低于FPGA，所以只有简化、优化 PWM开关频率的预估和控制，才能在低成本的DSP芯片上，实现PWM开关频率的控制。达到零电压开通，提高转换效率。另外，因为每个PWM周期内的占空比都在改变，所以PWM的周期也应该随着相应改变，所以必须在一个PWM周期内，完成下一个PWM开关频率的计算和控制。

如之前提到的，影响PWM开关频率的变量有很多，输入电压，输入电流，输出电压，输出电流，变压器参数，寄生参数，MPPT的功率点变化，等等，如果全部一次性考虑这些变量，整个的计算非常复杂，不可能在一个PWM周期内完成，为此必须改进该算法，使其可以在一个PWM周期内完成所有的计算，并给出控制。

发明内容

为了克服现有的的不足，本发明提供了一种新型光伏微逆变器控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型光伏微逆变器控制方法，该方法包括以下步骤：

（1）微逆变器采用DSP芯片控制正弦电压波形的输出，首先通过DSP片上资源ADC，来采集逆变器的工作状态，所述工作状态包括输入/输出电压，输入/输出电流，交流电网电压和频率，Flash用来存储控制算法，控制算法最终在RAM中运行；

（2）ADC采集的输入/输出电压，输入/输出电流首先被用来判断系统是否处于正常工作状态，即是否过压，过流，欠压，过温，与电网失去同步，ADC采集的数据通过PWM触发的中断，进入控制算法中；如果有任一变量超出阈值，即过压，过流，欠压，过温，与电网失去同步，则触发保护，停止整个系统的工作，记录触发的事件，等待保护条件消除；

（3）所述这些采集量都参与控制算法的核心计算部分，也就是PWM开关频率快速确定算法，在变压器的原边串联一个MOSFET管，PWM控制通道用来控制MOSFET管的门级来实现不同占空比的PWM波形，从而实现正弦波的输出。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述PWM开关频率快速确定算法包括以下步骤：

（1）进入控制算法，读取MPPT结果；

（2）根据上述结果计算瞬时输出功率和PWM开关频率基频T_PWM，PWM开关频率基频T_PWM的计算公式如下：

；其中：

；

（3）计算PWM占空比，确定分段频率，从而计算控制环路参数；其中分段频率的计算公式与PWM开关频率的基频计算的公式相同；PWM开关频率的基频计算和分段PWM开关频率的计算使用同样的上述公式，唯一的区别是，基频计算时的占空比使用最大占空比，而分段频率的计算使用变化的占空比。

PWM占空比的计算公式如下：

其中：是当前占空比，是前一周期的占空比，是输入电压，是变压器变比，是当前输出电压的瞬时值；

（4）判断基础条件是否改变，如果是，重新读取MPPT结果，重复上述过程；如果不是，重新计算占空比，重复上述过程，完成PWM开关频率快速确定算法。