[实用新型]基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏并网逆变器领域，具体涉及一种基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统。

背景技术

太阳能光伏发电属于清洁的可再生能源，发展并广泛应用光伏发电技术对于缓解常规能源的短缺和减少环境污染具有重要作用。并网逆变器用于将太阳能电池发出的直流电转化成交流电并与电网并网发电，在新能源的开发和利用方面有着至关重要的地位。目前国内以离网型逆变器为主，而已有的离网型逆变器大多采用PWM脉宽调制输出，此种方法产生的波形中含有较大的谐波分量，不仅增大了损耗，而且还会降低用电设备的使用寿命，因此亟待改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统，本控制系统的直流电压利用率高，谐波抑制效果好。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于单相SVPWM的高频逆变器控制系统，其特征在于包括如下部分：

逆变器主电路，用于将太阳能电池输出的直流电压和电流信号转换成按正弦规律变化的交流信号；

滤波电路，用于将上述交流信号滤波后输送给电网；

检测电路，用于采集滤波电路输出端的交流信号，并将采集到的交流信号转换为适合数字信号处理器处理的数字信号，并将此数字信号输出给数字信号处理器；

数字信号处理器，用于接收检测电路发送来的数字信号，并将收到的数字信号与期望逆变器主电路输出的信号作比较，并产生单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制信号以传送给驱动电路；

驱动电路，用于接收数字信号处理器传来的单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形并将此单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路。

本实用新型还可以通过以下技术措施得以进一步实现：

所述的交流信号为正弦波电压信号，检测电路为电压传感器。

所述的逆变器主电路为由四个功率开关管S1、S2、S3和S4所组成的全桥电路。

所述的滤波电路为LC滤波电路。

由上述技术方案可知，本控制系统通过全桥电路输出交流信号，并通过LC滤波电路滤波以得到交流正弦波电压，利用电压传感器检测此交流正弦波电压，并将检测结果作为电压环信号送入数字信号处理器中，数字信号处理器将单相电压空间矢量通过旋转坐标轴变换得到单相电压矢量，利用伏秒平衡的原理可计算出0～π和π～2π区间内的PWM作用时间，也就将离散逆变输出电压的矢量对期望的电压矢量线性拟合，同时定义期望输出电压的矢量模与逆变输出电压的矢量模比值为单相逆变系统的电压调制比，并产生单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制信号以传送给驱动电路；驱动电路再将此单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路，以驱动全桥电路的上下开关管，达到调整输出电压的目的。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图；

图2是坐标旋转变换后单相电压矢量图。

具体实施方式

如图1所示，本控制系统包括如下部分：

逆变器主电路10为四个功率开关管S1、S2、S3和S4组成的全桥电路，其用于将太阳能电池输出的直流电压和电流信号转换成按正弦规律变化的交流信号；

滤波电路为由滤波电感L1和滤波电容C2构成的LC滤波电路，用于将上述交流信号滤波后输送给电网；

检测电路为电压传感器VT1，用于采集LC滤波电路输出端的交流信号，并将采集到的交流信号转换为适合数字信号处理器M处理的数字信号，并将此数字信号输出给数字信号处理器M；

数字信号处理器M，用于接收电压传感器VT1发送来的数字信号，并将收到的数字信号与期望逆变器主电路10输出的信号作比较，并产生单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形的控制信号以传送给驱动电路D1、D2；

驱动电路D1、D2，用于接收数字信号处理器M传来的单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形并将此单相空间矢量脉宽调制SVPWM波形发送给逆变器主电路10，以起到隔离前后信号的作用。

下面结合图1、2说明本实用新型的工作原理：

图1给出了全桥电路的拓扑结构图，每个桥臂对直流电压参考点N的输出电压VaN，VbN均有两种电压值，即VDC或0，因此全桥电路的交流侧输出电压矢量为：Vab＝VaN-VbN。

图1中的上下管为互补模式，则：

当S1＝0，S4＝0时，VaN＝0，VbN＝0，Vab＝0；

当S1＝0，S4＝1时，VaN＝0，VbN＝VDC，Vab＝-VDC；