[发明专利]一种基于数字锁相环技术的并网逆变器及其工作方法

权利要求书

1.一种基于数字锁相环技术的并网逆变器，包括含有外部电网，其特征在于它包括风力发电机组、光伏阵列、控制单元、储能单元和并网逆变器；其中，所述风力发电机组与控制单元呈单向连接，其输出端与控制单元的输入端链接；所述光伏阵列与控制单元呈单向连接，其输出端与控制单元的输入端链接；所述储能单元与控制单元呈双向连接；所述控制单元与并网逆变器呈单向连接，其输出端与并网逆变器的输入端连接；所述并网逆变器的输出端与外部电网连接。

2.根据权利要求1所述一种基于数字锁相环技术的并网逆变器，其特征在于所述并网逆变器由逆变电路和锁相环控制电路组成；其中，所述逆变电路的输入端接收来自控制单元的直流电压U_dc、直流电流I_dc，其输出端与外部电网相连；所述锁相环控制电路的输入端分别与控制单元的输出端和逆变电路的输入端相连并接收来自控制单元的直流电压、直流电流信号，其输入端分别与外部电网和逆变电路的输出端相连并接收外部电网的电网电压和逆变电路输出的并网电流i_ac。

3.根据权利要求2所述一种基于数字锁相环技术的并网逆变器，其特征在于所述逆变电路由四个绝缘栅双极型晶体管Q1、Q2、Q3、Q4、电感L和电容C组成；其中所述Q1、Q2、Q3、Q4构成H桥逆变电路，其输出端分别与电感L串联、与电容C并联，并与锁相环控制电路的输出端相连。

4.根据权利要求2所述一种基于数字锁相环技术的并网逆变器，其特征在于所述锁相环控制电路由电流-电压转换电路、电压检测电路1、电压检测电路2、过零相位检测电路1、过零相位检测电路2和DSP组成；其中，所述电流-电压转换电路的输入端与逆变电路的输出端相连并接收逆变电路输出的并网电流i_ac，其输出端与电压检测电路1相连；所述电压检测电路1的输入端与电流-电压转换电路的输出端相连，其输出端与过零相位检测电路1的输入端相连；所述过零相位检测电路1的输入端与电压检测电路1的输出端相连，其输出端与DSP的输入端相连；所述电压检测电路2的输入端与外部电网相连并接收外部电网的电网电压，其输出端与电压检测电路2相连；所述过零相位检测电路2的输入端与电压检测电路2的输出端相连，其输出端与DSP的输入端相连。

5.根据权利要求4所述一种基于数字锁相环技术的并网逆变器，其特征在于所述DSP是美国TI公司的TMS320LF2407DSP芯片，内含10位单极性A/D转换模块，总共16个通道，6路脉宽调制PWM输出，3路捕获单元CAP，可提供看门狗电路、SPI、SCI和CAN多种控制；且包括PWM1驱动单元、PWM2驱动单元、PWM3驱动单元、PWM4驱动单元、CAP1接口、CAP2接口、ADC1接口和ADC2接口；其中，所述CAP1接口的输入端接收过零相位检测电路1发出的检测信号；所述CAP2接口的输入端接收过零相位检测电路2发出的检测信号；所述ADC1接口的输入端采集控制单元发出的直流电压信号；所述ADC2接口的输入端采集控制单元发出的直流电流信号；所述PWM1驱动单元、PWM2驱动单元、PWM3驱动单元、PWM4驱动单元的输出端连接逆变电路的输入端。

6.根据权利要求4所述一种基于数字锁相环技术的并网逆变器，其特征在于所述所述电流-电压转换电路由电阻R1、电阻R2、精密电阻R3、电容C和运算放大器LM324组成；其中运算放大器LM324的正输入端经电阻R1与输入电流相连，且经电容Ｃ接地，负输入端与其输出端相连构成反馈环节，其输出端与电阻R2相连；输入电流经精密电阻R3接地。

7.根据权利要求4所述一种基于数字锁相环技术的并网逆变器，其特征在于所述电网电压检测电路1与电网电压检测电路2由两个运算放大器LM324、变压器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R7、仪表放大器INA128、二极管VD1和二极管VD2组成；其中第一个运算放大器LM324的正输入端经电阻R1与R2并联，再通过变压器与输入电压相连，负输入端与其输出端相连构成反馈环节，其输出端经电阻R3与第二个运算放大器LM324的负输入端相连；第二个运算放大器的负输入端与其输出端相连构成反馈环节，正输入端经电阻R4接地，其输出端与仪表放大器INA128的端口2相连；仪表放大器INA128的端口3直接接地，其输出端经电阻R6、电容C接地；电阻R7与电阻R6相连；二极管VD1与VD2串联接地。