[发明专利]一种基于数字控制技术的三相逆变器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相逆变器装置，尤其是涉及一种基于数字控制技术的三相逆变器装置。

背景技术

随着人口的增加，经济的发展，人类对于能源的需求也越来越大，传统的能源储量正在日益枯竭，从而带来了能源短缺的问题。而且，化石燃料的大量使用对人类生存环境造成的危害日益突出，甚至导致生态恶化，这些已成为当今世界各国面临的一个重大问题。所以，开发利用可再生能源和各种绿色能源是人类必须采取的措施，而从能源供应的诸多因素考虑，太阳能无疑是最符合可持续发展战略的理想的绿色能源。全球能源专家们认定，太阳能将成为21世纪最重要的能源之一。

光伏阵列输出特性是具有非线性特征的，其输出电压、电流受太阳光照强度、环境温度等因素影响。在一定的太阳光照强度和环境温度下，光伏阵列可以工作在不同的输出电压下，但只有在某一输出电压值时，光伏阵列的输出的功率能达到最大值，这时光伏阵列的工作点也就达到最大功率点。在光伏发电系统中，提高系统的整体效率的一个重要的途径就是实时调整光伏阵列的工作点，使其始终工作在最大功率点附近。

太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，并入电网，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，会产生大量谐波。谐波的危害主要表现在以下几个方面：

(1)对电力系统的影响。谐波使电能的生产、传输和利用效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪音，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。

(2)造成谐振现象。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，是谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。

(3)谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使仪表计量不准确。

(4)谐波对通信系统产生干扰，严重时会使通信系统无法正常工作。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制精度高、适应性强的基于数字控制技术的三相逆变器装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于数字控制技术的三相逆变器装置，该装置接在太阳能电池和电网之间，其特征在于，所述的三相逆变器装置包括三相逆变器、滤波电路、开关、DSP、远程通信接口、输出同步检测电路，所述的太阳能电池、三相逆变器、滤波电路、开关、电网依次连接，所述的DSP分别与三相逆变器、开关、远程通信接口、输出同步检测电路连接，所述的输出同步检测电路与电网连接；

所述的DSP包括SVPWM输出电压控制模块、FFT电压电流实时测量分析模块和MPPT电池动态功率调节模块；

所述的SVPWM输出电压控制模块用于控制三相逆变器进行变频输出；

所述的FFT电压电流实时测量分析模块将从三相逆变器中采集的畸变波形分解成基频分量和各次谐波分量，通过频谱分析各次谐波分量的幅值和相位来描述波形畸变水平；

所述的MPPT电池动态功率调节模块用于调节太阳能电池的最大功率点工作电压。

所述的SVPWM输出电压控制模块控制过程具体如下：

三相逆变器结构中引入开关状态函数，定义每一桥臂上管开通时为1，下管开通时为0，通过控制三相逆变器的6只开关管，得到8种开关状态：0(000)、1(001)、2(010)、3(011)、4(100)、5(101)、6(110)、7(111)，每种状态对应唯一的输出线电压瞬时值矢量；其中有两个状态为零矢量，其余6种状态为非零矢量，共分为6个扇区；

三相电压瞬时值用一个以角速度w＝2∏f的空间旋转电压矢量来表示；当遍历圆轨迹时，形成三相瞬时输出电压；

当落入某一子扇区后，用该子扇区的两个边界矢量和零矢量去合成可得到最佳合成效果，具体公式如下：

设一个开关周期T_s内，按逆时针方向旋转，一个边界矢量作用时间为T_x，另一边界矢量作用时间为T_y，零矢量作用时间为T_o；则有T_s＝T_x+T_y+T_o；根据伏秒平衡原理可得即这就是一般空间电压矢量的合成公式，其关键在于T_x、T_y、T_o的计算。

所述的FFT电压电流实时测量分析模块将畸变波形分解成基频分量和各次谐波分量，通过频谱分析各次谐波分量的幅值和相位来描述波形畸变水平。