Z源型两开关并网逆变器的控制方法

摘要

本发明涉及一种Z源型两开关并网逆变器的控制方法，属于电能变换领域，用于光伏发电等可再生能源的并网发电。由直流侧的输入侧二极管，阻抗网络，单相桥臂，输出侧的滤波器，主控制器，交流电压检测电路，偏置电路，直流电压检测电路以及隔离驱动电路等组成。其中阻抗网络中的一个直流电容用两个串联的电容替代，两个串联的电容的连接点作为交流侧的一个输出端，进而省去了一个桥臂，只需一个桥臂的两个开关器件，利用逆变器的直通状态，结合直流电压闭环控制和并网电流的瞬时波形控制的双闭环控制策略，同时实现直流电压的恒定控制和交流侧并网电流的正弦波形控制，本发明具有结构紧凑、成本低以及效率高、可靠性高等优点。

主权项

一种Z源型两开关并网逆变器，其组成包括直流正极输入端的二极管，电感L1，电容C1，电容C2，电容C3，电感L2，单相桥臂，滤波器；所述的二极管的正极与外部直流电源的正极输出端相连，作为所述的Z源型两开关并网逆变器的正极输入端，二极管与电感L1的一端以及电容C1的一端相连，电感L1的另一端与电容C2的一端以及单相桥臂的正极输入端相连，电容C1的另一端与单相桥臂的负极输入端以及电感L2的一端相连，电容C2的另一端与电容C3的一端相连，作为所述的Z源型两开关并网逆变器的一个交流输出端与电网的一相相连，电容C3的另一端与电感L2的另一端以及外部直流电源的负极输出端相连，作为所述的Z源型两开关并网逆变器的直流负极输入端，单相桥臂的交流输出端与滤波器的一端相连，滤波器的另一端作为所述的Z源型两开关并网逆变器的另一个交流输出端与电网另一相相连； 电网电压检测电路（9）的输入端与单相电网相连，用于检测电网电压，电网电压检测电路（9）的输出端与同步信号产生电路（10）的输入端相连，产生与电网电压相同极性的方波信号，同步信号产生电路（10）的输出端与主控制器（12）的第一输入端相连，并网电流检测电路（11）的输入端串接于滤波电感（8）与电网之间，用于检测并网电流，并网电流检测电路（11）的输出端与主控制器（12）的第二输入端相连，直流电压检测电路（13）的输入端与电容C1（3）的两端相连，用于检测电容C1（3）的直流电压，直流电压检测电路（13）的输出端与主控制器（12）的第三输入端相连，主控制器（12）的输出端与隔离驱动电路（14）的输入端相连，隔离驱动电路（14）的输出端与单相桥臂（7）的信号输入端相连，用于驱动单相桥臂（7）的两个功率器件工作；所述的Z源型两开关并网逆变器的控制方法，其特征在于，采用直流电压采样模块采集单相桥臂的直流输入电压，采用直流电压调节器控制电容C1的直流电压，采用并网电流检测模块采集并网电流，采用电网电压检测模块采集电网电压，采用锁相环模块计算电网电压相位，采用正弦值计算模块计算电网电压相位的正弦值，使用电流闭环控制模块对并网电流进行控制，采用加入直通状态的正弦波脉宽调制算法产生脉宽调制信号控制逆变器中的各个开关管工作；所述的Z源型两开关并网逆变器的控制方法的步骤是，步骤一、设置电容C1的直流电压的给定值，与直流电压采样模块采集的电容C1的直流电压信号相减，获得的差值通过直流电压调节器获得单相桥臂的直通占空比，以实现对电容C1的直流电压的恒定控制；步骤二、采用电网电压检测模块采集电网电压，将较高的电网电压转换为较低的电压信号，将采集的电网电压信号输入到锁相环模块，获得电网电压的实时相位，再将所述的电网电压的实时相位输入正弦值计算模块，获得电网电压的实时相位的正弦值；步骤三、设置并网电流幅值的给定值，与步骤二获得的电网电压的实时相位的正弦值相乘，获得并网电流的瞬时给定值；步骤四、采用并网电流检测模块采集并网电流，将采集到的并网电流与步骤三获得的并网电流的瞬时给定值输入到电流闭环控制模块，获得单相桥臂的输出电压的给定值；步骤五、将步骤一获得的直通占空比以及步骤四获得的逆变器的输出电压的给定值输入到加入直通状态的正弦波脉宽调制算法产生脉宽调制信号控制单相桥臂中的各个开关管工作，从而实现并网电流的闭环控制。