[发明专利]一种双频并联三相并网逆变器的控制方法

说明书

本发明涉及逆变器技术领域，具体涉及一种双频并联三相并网逆变器的控制方法，包括两个耦合的闭环控制回路，两个闭环控制回路通过高频补偿单元耦合；两个耦合的闭环控制回路分别为高频消谐控制回路和低频功率控制回路；它通过新型的拓扑结构，降低所需电力滤波器的电感量，从而减小电感体积，降低并网逆变器的成本，简化并网逆变器的控制难度，降低大功率开关器件的开关频率，提高并网逆变器的效率和功率密度。

【技术领域】

本发明涉及逆变器技术领域，具体涉及一种双频并联三相并网逆变器的控制方法。

【背景技术】

逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电能(一般为220V，50Hz正弦波)的装置，它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。三相PWM并网逆变器技术是将直流电能转换为三相交流电能，并输送给电网的主要装置，一般需要使用自关断功率器件。由于并网规范对并网电流的谐波有着严格的要求，为此需要采取措施，对电流谐波进行抑制，以减小对电网的污染。通常，功率器件的开关频率越高，并网电流的谐波越小，但是，为了降低并网系统的损耗，提高逆变器的效率，又希望降低功率器件的开关频率，开关频率越低，损耗越小，但谐波会越大。目前主要采用在电网侧安装电力滤波器的方法，对并网电流谐波进行抑制，按照滤波器的不同，可分为L型三相并网逆变器和LCL型三相并网逆变器。在L型三相并网逆变器中，使用三个电感作为电力滤波器，在LCL型三相并网逆变器中，使用三电容六电感组成的三相滤波电路作为电力滤波器。

在L型三相并网逆变器中，三相滤波器的电感值与滤波器的体积和成本正相关。滤波器的电感值越大，体积就会越大，成本就会越高。而且，在滤波器的工作过程中，电流流过电感时，一方面由于电感中的电阻会产生热损耗，另一方面由于电感的感抗会导致交流压降；热损耗的存在降低了三相逆变器的效率，电感上的压降限制了直流母线的最小值。同时，为了提高三相并网逆变器的效率，总是期望降低功率器件的开关频率，但是开关频率越低，相同的并网电流质量要求的电感值就越大。因此，L型三相并网逆变器存在的主要问题是体积大、成本高、效率低，不利于提高逆变器的功率密度。

在LCL型三相并网逆变器中，使用三相LCL滤波器抑制高频电流谐波。LCL滤波器由六个电感和三个电容通过串并联组合而成，电路本身存在谐振频率。在实际应用中，需要对各个电感值和各个电容值进行精确匹配。在控制层面，不仅需要对滤波器的状态进行测量和反馈，而且还需要对控制器的参数进行精确整定，增加了整个系统的实现难度，降低了系统的鲁棒性。因此，LCL型三相并网逆变器存在的主要问题是：元器件多、成本高、结构复杂，控制难度大、鲁棒性差等。最后，为了保证LCL滤波器的滤波效果，要求逆变器工作在较高的开关频率，限制了效率的进一步提升。

可见，L型和LCL型三相并网逆变器，虽然能够实现谐波抑制，但是都存在着开关频率较高、效率提升受限等问题，都无法通过降低开关频率的方法，来进一步提高逆变器的效率。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种双频并联三相并网逆变器的控制方法，它采用一种新型拓扑结构和控制方法，降低电能流动通道中的开关频率，从而降低功率器件的开关损耗，提高并网逆变器的效率。

本发明所述的一种双频并联三相并网逆变器的控制方法，包括两个耦合的闭环控制回路，两个闭环控制回路通过高频补偿单元耦合；两个耦合的闭环控制回路分别为高频消谐控制回路和低频功率控制回路；