[发明专利]一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法

权利要求书

1.一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

系统通过采样电路，采集光伏太阳能板电压输出V_pv，采集蓄电池电压V_b，采集母线电压V_bus以及电网电压V_grid；

当光伏太阳能板电压输出V_pv正常时，母线电压V_bus经过全桥逆变，再经过滤波后得到有效值为220V的正弦电压V_ivt，该电压给负载供电，系统工作在逆变工作模式；

当采样电路采样到光伏太阳能板电压输出V_pv异常时，并且检测到电网电压V_grid处在正常范围之内时，关断电网端继电器K1，闭合电网端继电器K2、K3、K4，此时由电网直接给负载供电，暂时关断逆变器的开关管Q1-Q4，关闭逆变端继电器K1系统由逆变工作模式切换到整流工作模式，逆变端继电器K1、K3、K4闭合，电网电压V_grid经过PWM全桥整流，再经过前级电路拓扑给蓄电池充电；其中，继电器K1、K2、K3、K4是全桥输出能量与电网和交流负载相连接的开关，K1是总开关，一端与全桥相连，另一端分别与开关K2、K3相连，全桥能量通过开关K2与交流负载相连，通过开关K3、K4与电网相连；

系统检测电网电压V_grid的有效值，当采样电路采样到电网电压异常时，闭合电网端继电器K1，系统快速由整流工作模式切换到逆变工作模式；

其中，所述逆变工作模式的控制方法为加入模糊控制的基于PI的单极性调制方法，其中，所述基于PI的单极性调制方法具体为：经过全桥逆变得到的逆变电压的每个周期共400个采样点跟事先制作出的400个点的正弦表进行逐一比较，通过PI调节不断矫正两个高频管的占空比，从而保证逆变得到的电压为220V交流电压；

所述模糊控制具体过程如下：

设模糊控制器的两个输入量为误差e(k)和误差变化率Δe(k)，其表达式为：

e(k)＝e(k)-e(k-1) (1)

假设系统是一个双输入双输出系统，输入包括误差e(k)和误差变化率Δe(k),在系统中，双输入为电流误差量ie和电流误差变化率d(ie)/dt,输出量为Ki和Kp的在线调整量ΔKi和ΔKp，设计好隶属度函数后通过逻辑判断语句写出控制规则。

2.根据权利要求1所述的一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法，其特征在于，所述模糊控制器是基于PI参数设计的，选定模糊标记作为变量的模糊集合，所述模糊标记分别记为表示正大的PB、表示正较大的PE、表示正较小的PS、表示零的ZO、表示负较小的NS、表示负较大的NE、表示负大的NB。

3.根据权利要求1所述的一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法，其特征在于，所述系统快速由整流工作模式切换到逆变工作模式具体过程如下：

当检测到电网电压有效值V_grid异常时，关闭电网端继电器K1,负载立即切换到由蓄电池供电,为了使负载在切换状态中不掉电，必须保证负载的复位时间T_reset大于切换时间T_switch；

根据负载的复位时间为一个电网周期，即为20ms，将电网的一个周期分为离散的400个点，计算其中的任意200点即可算出电网电压的有效值V_grid；

根据输出逆变电压的调制信号U_g为50HZ正弦波，载波信号U_c为20KHZ三角波，将电网电压的一个周期分为离散的400个点；

系统每50μs进入一次PWM中断，引入进入中断的次数grid_num，初始值为0，每进入一次中断，grid_num加1，当grid_num为199时，清零grid_num,并将采样到的200个点的电网电压数据进行如下公式运算：

其中，V1,V2,…,V200为200个电网电压点的采样值，4095是数字信号处理器的AD采样精度，3是AD采样引脚的所能采样到的最大电压，P_oc为采样电路的比例值。

4.根据权利要求1所述的一种光伏UPS离网逆变器双模式切换控制方法，其特征在于，

当采样电路采样到电网电压超出正常电网电压有效值220V±220*15％时，判断电网电压异常。