一种并网逆变器混合调制装置及其调制方法

摘要

本发明公开了并网发电领域内的一种并网逆变器混合调制装置及其调制方法，所述调制装置包括主电路和控制电路，所述主电路包括连接直流电源和电网的全桥逆变器，所述控制电路包括输入调理电路、输出调理电路、数字信号处理器以及开关管驱动电路，所述调制方法为在正功区域，采用单极性调制方式；在负功区域，采用双极性调制方式，本发明有效的抑制电网电压过零点处并网电流的畸变，确保网侧的电能质量，提高逆变器的转换效率，本发明可用于并网发电装置中。

主权项

一种并网逆变器混合调制方法，其所用的调制装置包括主电路和控制电路，所述主电路包括连接直流电源和电网的全桥逆变器，所述控制电路包括输入调理电路、输出调理电路、数字信号处理器以及开关管驱动电路，所述数字信号处理器内置有输入AD采样接口、输出AD采样接口、电压控制器、电流控制器、锁相环和混合调制发生器，所述输入调理电路的信号输出端经输入AD采样接口与电压控制器的信号输入端相连，电压控制器的信号输出端与电流控制器的信号输入端相连，所述输出调理电路的信号输出端分别与过零检测电路和输出AD采样接口相连，所述输出AD采样接口的信号输出端分别与锁相环、电流控制器相连，所述过零检测电路的信号输出端分别与锁相环、混合调制发生器相连，所述锁相环的信号输出端与电流控制器的信号输入端相连，所述电流控制器的信号输出端与混合调制发生器的信号输入端相连，混合调制发生器的信号输出端与开关管驱动电路相连，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）检测全桥逆变器输出端的电网电流信号i_grid和电网电压信号v_grid，将其送至输出调理电路处理后得到信号i_gridf、v_gridf，将一路v_gridf信号送至过零检测电路得到输出信号Zerocross，并将i_gridf信号和另一路v_gridf信号共同输送至数字信号处理器中的输出AD采样接口，得到i_grids、v_grids；同时检测全桥逆变器输入端的电压信号v_bus，将其送至输入调理电路处理后得到信号v_busf，再将该信号v_busf输送至数字信号处理器中输入AD采样接口，得到v_buss；步骤2）过零检测电路的输出信号Zerocross分为两路输出，一路Zerocross和v_grids共同送至锁相环，得到输出信号ωt，另一路Zerocross送至混合调制发生器，同时将V_buss送至电压控制器，得到输出信号i_f；步骤3）将来自电网调度的功率因数指令信号cos^‑1PF分别送至电流控制器和混合调制发生器，同时将锁相环输出信号ωt、电压控制器输出信号i_f 和电流信号i_grids送至电流控制器，电流控制器将各路信号运算处理后输出调制信号v_reg给混合调制发生器；步骤4） 混合调制发生器中，根据并网逆变器输出正功还是负功，确定相应的调制方式，并对数字信号处理器进行配置，输出脉冲控制信号v_g1、v_g2、v_g3、v_g4送至驱动电路，步骤4）的具体方法为：第一步）计算出在一个电网周期内功率因数指令信号cos^‑1PF对应的开关动作点数n_PF，利用公式，其中n_T为一个电网周期对应的点数，一个开关周期记一次数；第二步）判断逆变器输出正负功：根据过零检测电路判断电网电压是否过零，判断正负功区域；若电网电压过零，判定逆变器输出负功，将电网电压过零点标志位V_Zero_Flag置1，若电网电压不过零，则直接根据电网电压过零点标志位V_Zero_Flag是否为1来判定逆变器输出，是1则判定为负功，不是1则判定为正功；第三步）在正功调制程序部分，选取单极性调制方法，直至电网电压再次过零；第四步）在负功调制程序部分，选取双极性调制方法，并根据开关管的动作次数进行计数点n_s累计增加，直到n_s≥n_PF时，该阶段结束，并将电网电压过零标志位清零，其中n_s在每次电网电压过零后清零并重新开始计数，一个开关周期累加一次；第五步）重复第二步至第四步；步骤5） 脉冲控制信号v_g1、v_g2、v_g3、v_g4送至驱动电路，驱动电路输出控制器信号v_dr1、v_dr2、v_dr3、v_dr4驱动全桥变换器的开关管。