一种微型逆变器无功控制方法技术

本申请公开了一种微型逆变器无功控制方法，包括微型逆变器电路；在电网的过零点，将开关管S1、S3和S

【技术实现步骤摘要】
一种微型逆变器无功控制方法


[0001]本申请涉及新能源发电
，尤其是涉及一种微型逆变器无功控制方法。

技术介绍

[0002]微型逆变器，一般指的是光伏发电系统中的功率小于等于1千瓦、具组件级MPPT的逆变器，全称是微型光伏并网逆变器。“微型”是相对于传统的集中式逆变器而言的。传统的光伏逆变方式是将所有的光伏电池在阳光照射下生成的直流电全部串并联在一起，再通过一个逆变器将直流电逆变成交流电接入电网；微型逆变器则对每块组件进行逆变。其优点是可以对每块组件进行独立的MPPT控制，能够大幅提高整体效率，同时也可以避免集中式逆变器具有的直流高压、弱光效应差、木桶效应等。
[0003]现在普通采用的微型逆变器电路如图1所示，由前级的反激电路110和后级的工频换向电路120组成。该电路拓扑的优势在于，成本低，效率较高。但在使用过程中最大的问题是，前级的反激为单向电路，所以系统发无功非常困难，常规的控制只能发送有功，无法发送无功。因此，现在急需对现有的微型逆变器进行改进。

技术实现思路

[0004]本申请的其中一个目的在于提供一种能够解决上述
技术介绍
中至少一个缺陷的微型逆变器的无功控制方法。
[0005]为达到上述的目的，本申请采用的技术方案为：一种微型逆变器无功控制方法，应用于微型逆变器电路；在电网的过零点，将开关管S1、S3和S
w
进行关断设置，进而开关管S2、S4、电容C
g
以及电感L
g
与电网形成等效电路，通过控制等效电路的电流和电压相互反向以进行微型逆变器电路的无功控制。
[0006]优选的，在等效电路中，将开关管S2和S4同时进行导通设置；从而在电网的电压v
g
为正方向时，电网的电流i
g
将负向增长；或电网的电压v
g
为负方向时，电网的电流i
g
将正向增长；进而根据电网的电压和电流的不同形成无功功率。
[0007]优选的，在等效电路中，若电网的电流i
g
负向增长，则将开关管S2设置为导通，将开关管S4设置为关断，以使得电网的电压v
g
保持正方向；若电网的电流i
g
为正向增长，则将开关管S4设置为导通，将开关管S2设置为关断，以使得电网的电压v
g
保持负方向；进而根据电网的电压和电流的不同形成无功功率。
[0008]优选的，在等效电路中，开关管S2和S4的导通作用时间为ΔT，ΔT的取值由无功功率Q
*
的值来决定；具体的表达式如下：；式中，t表示时间。
[0009]优选的，在等效电路中，开关管S2和S4通过高频斩波以进行导通设置，进而对电网的电流i
g
的增长速率进行抑制。
[0010]优选的，高频斩波的一个周期包括高电平段和低电平段；当开关管S2和S4中的一个处于高频斩波的高电平段，另一个处于关断时；电容C
g
的两端电压钳位为零，则电网的电压
v
g
和电流i
g
将相互反向增长；当开关管S2和S4中的一个处于高频斩波的低电平段，另一个处于关断时，电容C
g
和电感L
g
发生谐振，使得电网的电流i
g
向零点的方向减小。
[0011]优选的，在无功控制阶段，电网的电流最大值I
g_max
与高频斩波的占空比d以及无功作用时间ΔT有关；在进行无功控制时，将无功功率Q
*
的值以及电流i
g
的最大值限制值I
g_max*
作为前置条件，通过函数f或者查表，得到高频斩波的占空比d以及无功作用时间ΔT，进而对电网的电流最大值I
g_max
进行限制。
[0012]优选的，无功作用时间ΔT包括先后进行的恒波阶段和缓降阶段；在恒波阶段，开关管S2和S4进行高频斩波的占空比d的值恒定；在缓降阶段，开关管S2和S4进行高频斩波的占空比d的值逐渐降低。
[0013]优选的，设高频斩波的一个周期时间段为T
s
，则0~dT
s
时间段为高电平段，dT
s
~T
s
时间段为低电平段；在缓降阶段，通过占空比d的值逐渐减小，使得高电平段的时间段逐渐缩短，低电平段的时间段逐渐增加，进而使电流i
g
进行增长的幅值小于进行减小的幅值。
[0014]优选的，在缓降阶段，高频斩波的占空比下降速率与有功功率P和电网的电流初始值I
g_ini
有关；将有功功率P和电网的电流初始值I
g_ini
作为前置条件，通过函数f或查表，得到占空比的下降速率。
[0015]与现有技术相比，本申请的有益效果在于：（1）通过形成等效电路，可以对传统微型逆变器电路增加无功功率控制功能。并且进行无功功率的控制无需修改硬件，只需在软件上进行修改即可。
[0016]（2）可以控制无功电流上升的速率以及无功电流的作用时间，并且可以防止模式切换过程中的电流冲击。
附图说明
[0017]图1为现有的一种微型逆变器电路的结构示意图。
[0018]图2为现有的微型逆变器的工作流程示意图。
[0019]图3为本专利技术其中一个实施例进行无功控制时的电网电流和电压以及各开关管的电平状态随时间的变化示意图。
[0020]图4为本专利技术图3所示实施例进行无功控制时的等效电路的结构示意图。
[0021]图5为本专利技术另一个实施例进行无功控制时的电网电流和电压以及各开关管的电平状态随时间的变化示意图。
[0022]图6为本专利技术图5所示实施例进行无功控制时的等效电路的结构示意图一。
[0023]图7为本专利技术图5所示实施例进行无功控制时的等效电路的结构示意图二。
[0024]图8为本专利技术进行电流抑制时的电网电流和电压以及各开关管的电平状态随时间的变化示意图。
[0025]图9为本专利技术图8中对应的高频斩波阶段的放大示意图。
[0026]图10为本专利技术处于高频斩波的低电平段时等效电路的结构示意图。
[0027]图11为本专利技术进行电流的最大值限制时的逻辑示意图。
[0028]图12为本专利技术进行电流缓降时的电网电流和电压以及各开关管的电平状态随时间的变化示意图。
[0029]图13为本专利技术图12中对应的占空比缓降阶段的放大示意图。
[0030]图14为本专利技术进行占空比下降速率调节的逻辑示意图。
[0031]图中：反激电路110、工频换向电路120、光伏组件200、电网300。
具体实施方式
[0032]下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型逆变器无功控制方法，用于微型逆变器电路；其特征在于：在电网的过零点，将开关管S1、S3和S
w
进行关断设置，进而开关管S2、S4、电容C
g
以及电感L
g
与电网形成等效电路，通过控制等效电路的电流和电压相互反向以进行微型逆变器电路的无功控制。2.如权利要求1所述的微型逆变器无功控制方法，其特征在于：在等效电路中，将开关管S2和S4同时进行导通设置；从而在电网的电压v
g
为正方向时，电网的电流i
g
将负向增长；或电网的电压v
g
为负方向时，电网的电流i
g
将正向增长。3.如权利要求1所述的微型逆变器无功控制方法，其特征在于：在等效电路中，若电网的电流i
g
负向增长，则将开关管S2设置为导通，将开关管S4设置为关断，以使得电网的电压v
g
保持正方向；若电网的电流i
g
为正向增长，则将开关管S4设置为导通，将开关管S2设置为关断，以使得电网的电压v
g
保持负方向。4.如权利要求2或3所述的微型逆变器无功控制方法，其特征在于：在等效电路中，开关管S2和S4的导通作用时间为ΔT，ΔT的取值由无功功率Q
*
的值来决定；具体的表达式如下：；式中，t表示时间。5.如权利要求2或3所述的微型逆变器无功控制方法，其特征在于：在等效电路中，开关管S2和S4通过高频斩波以进行导通设置，进而对电网的电流i
g
的增长速率进行抑制。6.如权利要求5所述的微型逆变器无功控制方法，其特征在于：高频斩波的一个周期包括高电平段和低电平段；当开关管S2和S4中的一个处于高频斩波的高电平段时，电容C
g
的两端电压钳位为零，则电网的电压v
g
和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文平，王一鸣，许颇，王森峰，陈泓涛，
申请(专利权)人：锦浪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：