一种并网逆变器交流开关合闸控制方法及控制电路技术

本发明专利技术提供一种并网逆变器交流开关合闸控制方法，包括配置对电网电压和逆变电流进行实时采样；对电网电压和逆变电流进行坐标转换，以得到电压分量和电流分量；对电流分量经过虚拟阻抗环路获取对应输出电流分量；将电网电压的电压分量与输出电流分量叠加，以获取调制波分量；对调制波分量进行坐标转换得到多相电网电压调制波，并使得多相电网电压调制波脉冲宽度调制生成逆变电路驱动；确定交流开关的两端电压与电网电压的压差在预设范围内，控制交流开关合闸，解决了交流开关无冲击电流问题，同时解决了开环控制电感电流较大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种并网逆变器交流开关合闸控制方法及控制电路
本专利技术属于并网逆变器
，具体地说，涉及一种并网逆变器交流开关合闸控制方法及控制电路。
技术介绍
诸如光伏并网逆变器、储能逆变器的并网逆变器，通常在并网端配置如继电器或者接触器等的交流开关。而逆变器并网时，则需要对并网端采用的交流开关进行检测，以保证其正常运行。对并网端交流开关的检测中的关键动作是对交流开关进行合闸动作，其也是逆变器由待机向并网发电过渡的重要阶段，是为保证并网逆变器可靠安全工作，检测光伏电池、电网当前状态是否符合合闸条件，以保证并网逆变器可进入并网发电状态。由于交流开关多为机械器件，合闸过程中，交流开关具有较长的飞行时间和机械抖动，交流开关两端电压为交流电压，如果合闸时间不当，即会导致交流开关吸合时自身两端压差较大，继而产生较大的冲击电流，过大的冲击电流会影响交流开关的使用寿命，甚至直接导致交流开关的损毁。另一方面，过大的冲击电流同时还会带来较大的共模干扰，可能进一步地影响系统采样、驱动等电路的正常运行，最终影响系统的整体可靠性。针对上述合闸过程中存在的问题，现有技术下常用的合闸控制方式是根据机器所使用的交流开关的规格参数，又或者是在合闸前测试交流开关的飞行时间，选择规格参数或者测量数据的中间值(平均值)，再以该中间值(平均值)计算出交流开关的合闸角度，并以计算得出的合闸角度作为固定角度合闸。然而，该方法仅适用于开关数量或设备数量较少的情况下，但更多的情况下，实际运行中量产机器涉及的多个批次不同的交流开关，再加上开关自身的离散性，致使交流开关的飞行时间有较大差异，很难通过规格参数或者测量数据中间值的方式确定一致的合闸角度，甚至，交流开关作为一种机械器件，在长期使用过程中其飞行时间也可能有较大变化，因而，合闸前测量参数中间值确定固定合闸角度的方式，难以满足使用不同批次、大量交流开关的设备合闸控制需要。现有技术下的另一种合闸控制方式，是交流开关闭合前逆变电路工作，在交流开关机器侧产生与并网电网一致的电压后合闸交流开关。该方法可以克服交流开关因自身离散性而造成的飞行时间差异问题，该方法中的控制方式包括开环控制和闭环控制两种。开环控制方式在交流开关合闸时电流不大，从而可以解决交流合闸过程中产生较大冲击电流的问题。但是，由于开环控制方式为无反馈控制，因此在合闸后对逆变电感电流不再产生控制，从而在逆变环路工作时会产生较大的电感电流，特别是在电网谐波差(如弱电网)或多台机器同时闭合交流开关时，可能导致电感电流过大而超过开关管应力致使开关管因应力超标而损坏。闭环控制环路不仅可以解决交流开关合闸过程中冲击电流较大的问题，也同时可以兼顾逆变电感因电流过大产生的开关管应力问题。但交流开关的闭环系统与并网时环路不同，则采用闭环控制环路就需要设计单独的电压环路参数和控制环路，因而，采用闭环控制环路需要考虑不同输入输出条件下环路控制参数的适用性，显然，闭环控制环路下参数的设计难度大，参数设计要求高。有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决现有技术下交流开关合闸控制中存在的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够兼顾开环控制方案和闭环控制方案的优点，又可以解决开环控制方案在交流合闸并网时产生较大电感电流从而导致开关管电流应力超标和闭环控制方案对电网环境适应能力弱的问题的并网逆变器交流开关合闸控制方法。为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种并网逆变器交流开关合闸控制方法，所述控制方法包括如下步骤：配置微控制处理单元对电网电压和逆变电流进行实时采样的步骤S1；对所述电网电压和逆变电流进行坐标转换，以得到旋转坐标系下的所述电网电压的电压分量和所述逆变电流的电流分量的步骤S2；对所述逆变电流的电流分量经过虚拟阻抗环路获取对应输出电流分量的步骤S3；将所述电网电压的电压分量与所述输出电流分量叠加，以获取所述电网电压的调制波分量的步骤S4；对所述调制波分量进行坐标转换得到多相电网电压调制波，并使得所述多相电网电压调制波经过脉冲宽度调制生成逆变电路驱动的步骤S5；确定交流开关的两端电压的压差在预设范围内，控制所述交流开关合闸的步骤S6。优选地，所述步骤S2中，对电网电压和和逆变电流进行坐标转换，以得到旋转坐标系下D轴上的电压分量Vd、电流分量Id，以及旋转坐标系下Q轴上的电压分量Vq、电流分量Iq。进一步优选地，所述步骤S3中，所述逆变电流的电流分量经过虚拟阻抗环路获取对应输出电流分量的步骤包括：将所述电流分量Id、Iq经过阻抗控制器获取输出电流Id*和Iq*的步骤。再进一步优选地，所述步骤S4中，将所述电网电压的电压分量与所述输出电流分量叠加，以获取所述电网电压的调制波分量的步骤包括：将所述电压分量Vd与所述输出电流Id*叠加得到所述调制波分量Vdm，将所述电压分量Vq与所述输出电流Iq*获取所述调制波分量Vqm的步骤S41；将所述调制波dq分量Vdm、Vqm经过滤波器获取调制波dq分量Vdm*、Vqm*的步骤S42。又优选地，所述步骤S2中，还包括对所述电压分量和电流分量进行滤波处理的步骤。又进一步优选地，所述电压分量和电流分量经过滤波处理，则获取滤波后电网电压在dq轴上的分量Vd*和Vq*，以及滤波后逆变电流在dq轴上的分量ldf和lqf，其中，在步骤S3中，将滤波后电流在dq轴上的分量Idf、Iqf经过阻抗控制器获取输出电流Id*和Iq*；在步骤S4中，将所述电网电压的电压分量与所述输出电流分量叠加，以获取所述电网电压的调制波分量的步骤包括：将滤波后电压分量Vd*与所述输出电流Id*叠加得到所述调制波分量Vdm，将滤波后电压分量Vq*与所述输出电流Iq*获取所述调制波分量Vqm的步骤S41；将所述调制波dq分量Vdm、Vqm经过滤波器获取调制波dq分量Vdm*、Vqm*的步骤S42。再优选地，所述步骤S6中，所述交流开关的两端电压的压差的预设范围在30V至50V的范围内。再进一步优选地，所述步骤S6中，所述交流开关合闸后，经过预设时间间隔后退出合闸控制环路并关闭逆变电路驱动，其中，所述预设时间间隔配置为不小于所述交流开关的最大飞行时间。更进一步优选地，关闭逆变电路驱动后，判定三相电路中各相交流开关的两端电压是否在预设范围内。相应的，本专利技术还提供了一种基于前述并网逆变器交流开关合闸控制方法的控制电路，所述控制电路包括：采样电路，微控制单元控制该采样电路对交流电网和逆变电路进行采样，获取电网电压和逆变电流；低通滤波器，该低通滤波器对所述电网电压和逆变电流进行低通滤波；虚拟阻抗控制器，所述逆变电流经过该虚拟阻抗控制器，以获取调制波分量；脉冲宽度信号调制器，该脉冲宽度信号调制器与逆变电路连接，并生成所述逆变电路驱动。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、本专利技术的实施例中是在现有技术交流开关闭合逆变电路工作，在交流开关机器侧产生与并网电网一致的电压后合闸交流开关的方式，并在开环控制的基础上，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并网逆变器交流开关合闸控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：/n配置微控制处理单元对电网电压和逆变电流进行实时采样的步骤S1；/n对所述电网电压和逆变电流进行坐标转换，以得到旋转坐标系下的所述电网电压的电压分量和所述逆变电流的电流分量的步骤S2；/n对所述逆变电流的电流分量经过虚拟阻抗环路获取对应输出电流分量的步骤S3；/n将所述电网电压的电压分量与所述输出电流分量叠加，以获取所述电网电压的调制波分量的步骤S4；/n对所述调制波分量进行坐标转换得到多相电网电压调制波，并使得所述多相电网电压调制波经过脉冲宽度调制生成逆变电路驱动的步骤S5；/n确定交流开关的两端电压压差在预设范围内，控制所述交流开关合闸的步骤S6。/n

【技术特征摘要】
1.一种并网逆变器交流开关合闸控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
配置微控制处理单元对电网电压和逆变电流进行实时采样的步骤S1；
对所述电网电压和逆变电流进行坐标转换，以得到旋转坐标系下的所述电网电压的电压分量和所述逆变电流的电流分量的步骤S2；
对所述逆变电流的电流分量经过虚拟阻抗环路获取对应输出电流分量的步骤S3；
将所述电网电压的电压分量与所述输出电流分量叠加，以获取所述电网电压的调制波分量的步骤S4；
对所述调制波分量进行坐标转换得到多相电网电压调制波，并使得所述多相电网电压调制波经过脉冲宽度调制生成逆变电路驱动的步骤S5；
确定交流开关的两端电压压差在预设范围内，控制所述交流开关合闸的步骤S6。


2.根据权利要求1所述的并网逆变器交流开关合闸控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，对电网电压和和逆变电流进行坐标转换，以得到旋转坐标系下D轴上的电压分量Vd、电流分量Id，以及旋转坐标系下Q轴上的电压分量Vq、电流分量Iq。


3.根据权利要求2所述的并网逆变器交流开关合闸控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述逆变电流的电流分量经过虚拟阻抗环路获取对应输出电流分量的步骤包括：
将所述电流分量Id、Iq经过阻抗控制器获取输出电流Id*和Iq*的步骤。


4.根据权利要求3所述的并网逆变器交流开关合闸控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，将所述电网电压的电压分量与所述输出电流分量叠加，以获取所述电网电压的调制波分量的步骤包括：
将所述电压分量Vd与所述输出电流Id*叠加得到所述调制波分量Vdm，将所述电压分量Vq与所述输出电流Iq*获取所述调制波分量Vqm的步骤S41；
将所述调制波dq分量Vdm、Vqm经过滤波器获取调制波dq分量Vdm*、Vqm*的步骤S42。


5.根据权利要求2所述的并网逆变器交流开关合闸控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，还包括对所述电压分量和电流分量进行滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建春，黄敏，方刚，卢进军，黄榜福，
申请(专利权)人：固德威电源科技广德有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34