[发明专利]一种并网逆变器控制装置

权利要求书

1. 一种并网逆变器控制装置,它包括逆变并网主电路(1)、电网电流采样电路(2)、并网控制电路(3)和电压直流分量抑制电路(4)；

其中逆变并网主电路(1)包括直流电源(101)、逆变器(102)和电网(103)；逆变器(102)采用单相全桥结构，包括直流储能电容C₁，功率管S₁、功率管S₂ 、功率管S₃、功率管S₄，滤波电感L₁和滤波电感L₂；直流电源(101)的正极性端和直流储能电容C₁的正极性端连接在一起，直流电源(101)的负极性端和直流储能电容C₁的负极性端连接在一起；功率管S₁的集电极和功率管S₃的集电极并联接在直流储能电容C₁的正极性端，功率管S₂的源极和功率管S₄的源极并联接在直流储能电容C₁的负极性端，功率管S₁的源极和功率管S₂的集电极连接在H₁点，功率管S₃的源极和功率管S₄的集电极连接在H₂点；滤波电感L₁的一端和H₁点相连，滤波电感L₁的另外一端和电网(103)的一端相连；滤波电感L₂的一端和H₂点相连，滤波电感L₂的另外一端和电网(103)的另外一端相连；电网电流采样电路(2)的输入端信号是电网电流的检测值i_g，电网电流采样电路(2)的输出端连接到并网控制电路(3)的相加器(304)的输入端；并网控制电路(3)包括锁相环(301)、余弦计算函数模块(302)、乘法器(303)、相加器(304)、电流调节器(305)和正弦脉宽调节器模块(306)；锁相环(301)的输入端信号是电网电压u_g，锁相环(301)的输出和余弦计算函数模块(302)的输入端连接，余弦计算函数模块(302)的输出和乘法器(303)的一个输入端相连，乘法器(303)的另一个输入端是并网电流的参考幅值I_ref，乘法器(303)的输出和相加器(304)的一个输入端相连，相加器(304)的第二输入端和电压直流分量抑制电路(4)的输出端相连，相加器(304)的第三输入端和电网电流采样电路(2)的输出端相连，相加器(304)的输出和电流调节器(305)的输入端相连，电流调节器(305)的输出和正弦脉宽调节器模块(306)的输入端相连，正弦脉宽调节器模块(306)的输出驱动脉冲，分别为V_g1、V_g2 、V_g3和V_g4，用来驱动功率管S₁、S₂、S₃和S₄，其特征是： 

电压直流分量抑制电路模块(4)用于控制并网逆变器(102)的输出电压直流分量为零，该模块由采样调理电路(401)、低通滤波电路(402)、直流分量调节电路(403)和第一减法比较器(404)顺次连接而成；采样调理电路(401)为电压直流分量抑制电路模块(4)的第一级电路，该电路的两个输入端连接采样输入点，其中一个输入端连接并网逆变器(102)的逆变桥臂中点H₁，另外一个输入端连接并网逆变器(102)的逆变桥臂中点H₂，采样输入信号 u_H1H2为频率等于开关频率的高频PWM波信号，采样调理电路(401)的输出端连接低通滤波电路(402)的输入端，低通滤波电路(402)的输出端连接直流分量调节电路(403)的输入端，第一减法比较器(404)的正极性端和负极性端分别连接电压直流分量基准U_dc^*和直流分量调节电路(403)的输出端U_dc, 第一减法比较器(404)的输出端的输出信号△U_dc叠加到并网电流的参考输入端，通过负反馈抑制并网逆变器的直流注入分量为零。

2.根据权利要求1所述的一种并网逆变器控制装置，其特征是：直流分量抑制电路模块中的采样调理电路采用电阻分压的差分放大器结构进行采样，用于实现高频PWM波信号的采样、衰减；采样调理电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第四电阻R4、第二电容C2和运算放大器IC1组成；第一电阻R1的输入端连接并网逆变器(102)的全桥逆变器的一个桥臂中点H₁，第一电阻R1的另外一端连接运算放大器IC1的反相输入端，第二电阻R2的输入端连接并网逆变器(102)的全桥逆变器另外一个桥臂中点H₂，第二电阻R2的另外一端连接运算放大器IC1的同相输入端，第三电阻R3和第一电容C₁并联，并联的一端连接运算放大器IC1的反相输入端，并联的另外一端连接运算放大器IC1的输出端，第四电阻R4和第二电容C2并联，并联的一端连接运算放大器IC1的同相输入端，并联的另外一端连接到地；运算放大器IC1的输出连接到低通滤波器(402)的输入端，此连接点电压为v₁,低通滤波电路(402)采用二阶低通滤波器结构，用于滤除v1的交流分量得到电压直流分量，由第五电阻R5、第三电容C3、第六电阻R6和第四电容C4组成；第五电阻R5的一端和采样调理电路401的输出端相连接，第五电阻R5的另外一端和第六电阻R6、第三电容C3的一端连接在一点，第三电容C3的另外一端接地，第六电阻R6的另外一端连接第四电容C4的一端，此连接点电压为直流电压V_dc，第四电容C4的另外一端接地；直流分量调节电路(403)用于对直流电压V_dc进行PI调节得到与逆变并网主电路中极性相同、大小成比例的直流分量，由第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第五电容C5和运算放大器IC2组成；第七电阻R7的一端连接低通滤波电路(402)的输出端，第八电阻R8的一端连接运算放大器IC2的同相输入端，第八电阻R8的另外一端接地，第七电阻R7的另外一端和第九电阻R9的一端、运算放大器IC2的反相输入端连接在一起，第九电阻R9的另外一端和第五电容C5的一端连接在一起，第五电容C5的另外一端连接在运算放大器IC2的输出端，此连接点电压为调节后的直流电压U_dc；第一减法比较器(404)的正极性端连接电压直流分量基准U_dc*，第一减法比较器(404)的负极性端连接直流分量调节电路(403)的输出端, 第一减法比较器(404)的输出△U_dc叠加到并网电流的参考输入端。