[发明专利]三电平直流变换器输出电容均压控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流变换器，特别涉及直流变换器输出电容均压装置，属于电子工程技术领域。

背景技术

在本发明之前，在两级式非隔离三电平并网发电装置中，现有的三电平Boost直流变换器输出电容均压控制的方法主要有以下几种：

一是通过逆变侧来实现中点电位平衡的方法：主要是通过改进逆变器的调制策略和相应的控制方法以实现中点电位的平衡。但因并网逆变器启动时，后级逆变电路还没有工作，故这种方法是无法解决启动过程中出现的中点电位不平衡问题。

二是根据三电平Boost直流变换器输出直流侧上、下电容电压的变化情况，采用查表的方法来确定上下两个开关管的导通和关断，从而实现直流侧两电容电压的平衡，该方法较为简单，但动态性能并不是很理想。

三是通过检测三电平Boost直流变换器直流输出侧两电容的电压偏差和变化方向，采用PI调节器来调节三电平Boost直流变换器中两个开关管的占空比，实现中点电位平衡。但由于实际电路中存在大量的寄生参数，以及电容参数不对称和功率突变等因素，PI调节器的参数需要反复调整，且一组调整好的PI参数难以应付功率突变等情况。

发明内容

本发明的目的是提供三电平直流变换器输出电容均压控制系统及其控制方法，实现输出侧电容电压平衡稳定，并且提高电路的可靠性，降低成本。

本发明的目的是这样实现的：一种三电平直流变换器输出电容均压控制系统及其控制方法，所述控制系统包括为Boost直流变换器供电的PV模拟电源，所述Boost直流变换器输入端的电压电流信号送至输入调理电路，所述Boost直流变换器输出端的电压信号送至输出调理电路，所述输入调理电路的信号输出端、输出调理电路的信号输出端均连接在数字信号处理器的信号输入端，数字信号处理器的信号输出端连接有驱动电路，驱动电路控制Boost直流变换器中功率管开闭；

所述控制方法包括以下步骤：

步骤1） 检测Boost直流变换器输出端上、下两输出电容的电压信号V_dc1、V_dc2，将其送至输出调理电路处理后得到信号V_dc1f、V_dc2f，再将该信号V_dc1f、V_dc2f输送至数字信号处理器中的相应A/D采样单元，同时检测Boost直流变换器输入端的电压电流信号V_pv、I_pv，将其送至输入调理电路处理后得到信号V_pvf、I_pvf，再将该信号V_pvf、I_pvf输送至数字信号处理器中的相应A/D采样单元；

步骤2） A/D采样单元将Boost直流变换器输出端电压信号处理后得到的采样值V_dc1s、V_dc2s送至模糊控制器，同时还将Boost直流变换器输入端电压电流信号处理后得到的采样值V_pvs、I_pvs送至MPPT控制器；

步骤3） 模糊控制器计算步骤2）中两输入信号V_dc1s、V_dc2s的偏差值和偏差变化率，进行量化、模糊化、模糊推理、解模糊化、精确化，得到输出信号的精确值d_S；将MPPT控制器处理后的输出信号d_M和模糊控制器处理后的输出信号d_S一同送至PWM发生器；

步骤4） PWM发生器中，将两输入信号进行逻辑运算，并输出脉冲控制信号V_g1、V_g2给驱动电路；

步骤5） 脉冲控制信号V_g1、V_g2输送至驱动电路后，驱动三电平Boost直流变换器的开关管。

作为本发明的进一步限定，所述数字信号处理器内有A/D采样单元、MPPT控制器、模糊控制器以及PWM发生器，所述输入调理电路的信号输出端与MPPT控制器的信号输入端相连，所述输出调理电路的信号输出端与模糊控制器的信号输入端相连，所述MPPT控制器的信号输出端、模糊控制器的信号输出端均连接在PWM发生器的信号输入端上，所述PWM发生器的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连；

作为本发明的进一步限定，步骤3）的具体方法如下：