用于控制并网逆变器的装置制造方法及图纸

公开了一种用于控制并网逆变器的装置。根据本公开的示例性实施例的装置被配置成通过响应于DC侧功率电压的量值和视在功率的量值而改变偏移电压来生成电压命令，以促进并网逆变器系统的效率的增加并改善电流THD。

【技术实现步骤摘要】

根据本公开的示例性实施例的教导总体涉及一种用于控制并网逆变器的装置。
技术介绍
并网逆变器是一种广泛用于诸如风力、太阳能和储能装置的领域的电力变换设备，而且趋势是其使用在逐渐增加。特别地，响应于新的可再生能源的使用的增加，几千瓦以上的中容量或大容量的电力变换装置在其用于电网稳定性的领域被逐渐拓展。常规的并网逆变器由使用偏移电压的空间矢量PWM(脉冲宽度调制)方法来控制，而且该方法具有改善输出电流的THD(总谐波失真)的优点。然而，空间矢量PWM(脉冲宽度调制)方法具有由于开关损耗增加而引起的系统效率降低的缺点，因为在持续的维持偏移电压时的同时，所有的功率半导体开关都被切换。
技术实现思路
本公开所要解决的技术主题是提供一种用于控制并网逆变器的装置，其被配置成通过响应于输出电压的量值而改变偏移电压来促进系统效率增加。在本公开的一个总体方案中，提供了一种用于控制并网逆变器的装置，该并网逆变器包括接收从DC电源输入的电压的DC侧电容器和包括多个功率半导体的开关单元，该装置包括：第一确定器，其被配置成根据来自所述逆变器的输出电压和输出电流确定有功功率和无功功率；功率控制器，其利用有功功率命令和无功功率命令以及由第一确定器确定的有功功率和无功功率来生成电流命令；电流控制器，其根据所述电流命令生成待由逆变器合成的电压；电压生成单元，其根据接收自电流控制器的电压生成待施加到逆变器的
电压命令；以及控制器，其利用电压命令生成PWM(脉冲宽度调制)信号以控制逆变器的开关单元。优选地，但不是必要地，电压生成单元可以包括：第二确定器，其确定电流控制器的输出电压的量值；第三确定器，其利用由第一确定器确定的有功功率和无功功率来确定视在功率；以及施加单元，其利用由第二确定器确定的输出电压的量值、DC侧电容器处的电压以及视在功率，通过向电流控制器的输出电压施加偏移电压来输出电压命令。优选地，但不是必要地，电压生成单元还可以包括过调制单元，其将作为施加单元的输出的电压命令限定成预定量值。优选地，但不是必要地，由过调制单元限定的预定量值可以为DC侧电容器的电压的1/2。优选地，但不是必要地，第二确定器可以通过将电流控制器的三相输出电压变换成同步坐标系上的d轴和q轴电压来确定电流控制器的输出电压的量值。优选地，但不是必要地，施加单元可以包括：第四确定器，其利用三相电流控制器的输出电流的最大值和最小值来确定第一偏移电压；第五确定器，其利用DC侧电容器的电压来确定第二偏移电压；选择器，其利用视在功率和电压调制指数来选择第一偏移电压和第二偏移电压中的一个；以及第六确定器，其通过将选择器所选择的偏移电压施加到电流控制器的输出电压的量值来确定电压命令。优选地，但不是必要地，当电压调制指数大于预选变量且视在功率大于预选标准时，选择器可以选择第二偏移电压，并且此时，控制器可以执行不连续的PWM控制。优选地，但不是必要地，当电压调制指数小于预选变量且视在功率小于预选标准时，选择器可以选择第一偏移电压，并且此时，控制器可以执行空间矢量PWM控制。有益效果：本公开具有的有益效果在于：可以通过响应于DC侧功率电压的量值和视在功率的量值而改变偏移电压来生成电压命令，以能够增加并网逆变器系统的效率。附图说明图1是示出了根据本公开的并网逆变器系统的原理框图。图2是示出了根据本公开的示例性实施例的控制设备的详细框图。图3是示出了根据现有技术的电压生成单元的详细框图。图4是示出了根据本公开的示例性实施例的控制设备的电压生成单元的详细框图。图5是示出了图4的偏移电压施加单元的详细框图。具体实施方式下文将参照示出了一些示例性实施例的附图来更完整地描述各个示例性实施例。但是本专利技术的构思可以采用多种不同的形式来实现，且不应当限于下文中所阐述的示例实施例。相反地，所描述的方面旨在包含落在本公开的范围和创新点中的所有这样的改变、改进和变形。下文将参照附图来详细描述本公开的示例性实施例。图1是示出了根据本公开的并网逆变器系统的原理框图。参照图1，根据本公开的并网逆变器系统可以包括并网逆变器1和控制设备2，其中并网逆变器1可以包括DC(直流)电源11、DC侧电容器12、开关单元13、输出滤波器14、变压器15、第一至第三电压检测器17、19和20以及电流检测器18，且控制设备2可以通过接收来自第一至第三电压检测器17、19和20以及电流检测器18的信号来控制逆变器1。但是，尽管为了方便起见，根据本公开的示例性实施例，控制设备2被图示并解释成布置在逆变器1的外部，但是本公开不限于此，控制设备2可以被布置在逆变器1的内部。DC电源11可以是诸如电池或光伏阵列的电源。根据本公开的示例性实施例的DC电源11可以包括DC升压变换器。DC侧电容器12可以减少从DC电源11施加的DC电压的脉动，并可以通过积累电压来在瞬时功率故障期间供应电力。开关单元13是一种被配置成将所供应的DC电压变换成AC电压并可以包括多个功率半导体13a至13f的设备。多个功率半导体13a至13f可以是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等。但是本公开不限于此，可以采用各种功率半导体。输出滤波器14可以减小从开关单元13输出的电流的THD(总谐波失真)，并且，例如，可以是LC(电感器-电容器)滤波器或LCL(电感器-电容器-电感器)滤波器。变压器15可以在本公开中的电网和逆变器系统之间提供绝缘，并可以向电网提供三相电力16。此外，变压器15可以执行变换以便于将电网的电力变换成开关单元13的输入电力。但是，变压器15的布置可以是选择性的。第一至第三电压检测器17、19和20可以测量DC侧电容器12两端的电压。尽管第一电压检测器17被布置成测量DC侧电容器12的电压，但是第一电压检测器17也被布置成测量DC电源11两端的电压，并可以被布置成测量DC侧电容器12的电压以及测量DC电源11两端的电压。电流检测器18用来测量作为开关单元13的输出的相电流，并可以布置在输出滤波器14和变压器15之间。但是电流检测器18可以被布置在开关单元13和输出滤波器14之间，并且还可以被布置在输出滤波器14和变压器15之间以及开关单元13和输出滤波器14之间。第二和第三电压测量单元19、20用来测量输出电压，并可以测量开关单元13的全部三相电压，还可以测量两相电压。此时，尽管第二和第三电压测量单元19、20图示为测量输出滤波器14和变压器15的全部输出电压，但是本公开不限于此，第二和第三电压测量单元19、20可以选择性地被布置在输出滤波器14和变压器15中的任意一个上，并测量输出滤波器14的输出电压或变压器15的输出电压。根据本公开的控制设备2用来控制由此配置的并网逆变器系统，并可以从第一电压检测器17、电流检测器18以及第二和第三电压测量单元19、20接收逆变器系统的电流状态，并可以输出用于控制开关单元13的信号。图2是示出了根据本公开的示例性实施例的控制设备2的详细框图。参照图2，根据本公开的控制设备2可以包括功率控制器21、电流控制器22、电压生成单元23、功率确定器24以及PWM控制器25。功率控制器21可以接收有功功率(P)命令和无功功率(Q)命令，并通过接收由功率确定器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制并网逆变器的装置，该并网逆变器包括接收从DC电源输入的电压的DC侧电容器和包括多个功率半导体的开关单元，所述装置包括：第一确定器，其被配置成根据来自所述逆变器的输出电压和输出电流确定有功功率和无功功率；功率控制器，其利用有功功率命令和无功功率命令以及由所述第一确定器确定的所述有功功率和所述无功功率来生成电流命令；电流控制器，其根据所述电流命令生成待由所述逆变器合成的电压；电压生成单元，其根据接收自所述电流控制器的电压生成待施加到所述逆变器的电压命令；以及控制器，其利用所述电压命令生成PWM(脉冲宽度调制)信号以控制所述逆变器的所述开关单元。

【技术特征摘要】
2015.04.14 KR 10-2015-00521381.一种用于控制并网逆变器的装置，该并网逆变器包括接收从DC电源输入的电压的DC侧电容器和包括多个功率半导体的开关单元，所述装置包括：第一确定器，其被配置成根据来自所述逆变器的输出电压和输出电流确定有功功率和无功功率；功率控制器，其利用有功功率命令和无功功率命令以及由所述第一确定器确定的所述有功功率和所述无功功率来生成电流命令；电流控制器，其根据所述电流命令生成待由所述逆变器合成的电压；电压生成单元，其根据接收自所述电流控制器的电压生成待施加到所述逆变器的电压命令；以及控制器，其利用所述电压命令生成PWM(脉冲宽度调制)信号以控制所述逆变器的所述开关单元。2.如权利要求1所述的装置，其中所述电压生成单元包括：第二确定器，其确定所述电流控制器的输出电压的量值；第三确定器，其利用由所述第一确定器确定的所述有功功率和所述无功功率来确定视在功率；以及施加单元，其利用由所述第二确定器确定的所述输出电压的量值、所述DC侧电容器处的电压以及所述视在功率，通过向所述电流控制器的输出电压施加偏移电压来输出电压命令。3.如权利要求2所述的装置，其中所述电压生成单元还包括过调制单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞安橹，崔殷植，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR