[发明专利]无信号互联线并联的三相逆变器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网用逆变器，尤其是指一种分布式电网用无信号互联线并联的三相逆变器及其控制方法。

背景技术

随着分布式发电和智能电网的发展，逆变器并联技术已成为一个非常重要的研究领域。按照逆变模块间是否存在信号互联线和信息交互，逆变器并联控制技术可分为两大类：有信号互联线并联技术和无信号互联线并联技术。其中无信号互联线逆变器并联技术由于逆变模块间无需信息交互，较适合于大范围的分布式发电系统。

而现有无信号互联线并联的三相逆变器的方案基本都是基于传统的PQ下垂法以及在其基础上发展的一系列控制方法。PQ下垂法的基本原理为各逆变模块检测自身的输出电压和电感电流（或输出电流），计算出各自输出的有功功率P和无功功率Q，然后根据P、Q与输出电压幅值和相位的关系，对输出电压的幅值和频率进行下垂控制，从而实现各逆变模块间的功率均分。目前PQ下垂法较多应于与单相逆变器无信号互连线并联控制领域，而应用于三相逆变器并联的研究与应用较少。

中国公开号为CN101917022A的发明专利，名称为“一种已有的无互连线并联方案”即公开了一种可以无互联线并联工作的三相逆变器及其控制方法，采用PQ下垂控制法得到幅值下垂调节量ΔU和相位下垂调节量Δθ，幅值下垂调节量ΔU对电压基准信号U_dqref进行微调，相位下垂调节量Δθ对同步控制单元的输出相位同步信号θ_syn进行微调，以实现并联运行。但该方案需要对PQ下垂法得到的相位下垂调节量Δθ和相位同步信号作差，以此实现频率下垂调节。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种结构简单且可实现三相逆变器的并联模块化，提高系统工作稳定性和冗余性的无信号互联线并联的三相逆变器及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：一种无信号互联线并联的三相逆变器，它包括三相逆变电路及逆变及并联控制电路，

其中，所述三相逆变电路包括依次连接的输入侧直流电源模块，三相逆变桥模块，三相变压器模块及输出三相滤波电容模块；

所述逆变及并联控制电路包括门极驱动模块、电感电流采样模块、输出电压采样模块及控制模块，所述门极驱动模块、电感电流采样模块、输出电压采样模块均与控制模块相连；所述门极驱动模块输出连接三相逆变电路的三相逆变桥模块；所述电感电流采样模块与三相逆变电路的三相变压器模块相连，用于采样得到三相变压器模块的电感电流；所述输出电压采样模块与三相逆变电路的输出三相滤波电容模块相连，用于采样得到输出三相滤波电容模块的输出电压；

所述控制模块包括，

A/D转换单元，用于将电感电流及输出电压转化为数字信号；

abc/dq变换单元，用于将电感电流和输出电压的数字信号变换得到电感电流和输出电压的反馈量；

瞬时功率计算单元，用于根据电感电流反馈量和输出电压反馈量计算得到三相逆变器的瞬时输出有功功率P和无功功率Q；

d轴电压基准与电压反馈求和单元，用于将输出电压反馈量和d轴输出电压幅值基准信号作差得到d轴电压环误差信号；

q轴电压基准与电压反馈求和单元，用于将输出电压反馈量和q轴输出电压幅值基准信号作差得到q轴电压环误差信号；

电压环控制器单元，用于将d轴电压环误差信号和q轴电压环误差信号进行电压环控制得到电感电流幅值基准信号；

电流基准与电流反馈求和单元，用于将电感电流幅值基准信号与电感电流反馈量作差，得到电流环误差信号；

电流环控制器单元，用于对电流环误差信号进行电流环控制后得到调制比信号；

dq/abc变换单元，用于对调制比信号进行dq/abc变换得到三相调制波信号；

PQ下垂控制单元，用于根据输出有功功率P和无功功率Q计算得到d轴输出电压幅值基准信号和输出电压频率基准信号；

开关周期控制单元，用于对输出电压频率基准信号进行开关周期控制，从而转变成为角频率的开关周期控制信号；

PWM信号控制器，用于以三相调制波信号和角频率的开关周期控制信号为基础形成三相PWM信号输出；