[发明专利]逆变器控制方法

说明书

公开一种太阳能泵系统中的逆变器控制方法。本发明一实施例的方法中，当直流链路电压为参考电平以上并且施加到负载的交流电压的输出频率在前一周期中增加时，以第一斜率增加要施加到负载的交流电压的输出频率，当直流链路电压为参考电平以上并且施加到负载的交流电压的输出频率在前一周期中减小时，以小于所述第一斜率的第二斜率增加要施加到负载的交流电压的输出频率。

技术领域

本发明涉及逆变器控制方法。

背景技术

太阳能泵(solar pump)是一种利用从太阳能模块产生的能量并通过逆变器来驱动泵以产生和供应淡水的装置。上述太阳能泵系统是能够最有效果地供应水道和电的设备，在水道网基础设施缺乏的地区用于饮用水、农业用水、海水淡化等各种用途，在难以供电的偏远地区能够通过吸取来供应地下水而不需要额外的能源供应，被评为能够解决偏远地区的水道和电力短缺的最佳系统。印度政府已授权在2014年安装50,000个太阳能泵用于灌溉和饮用水供应，并且目前也在扩展安装。

图1是现有的太阳能泵系统的结构图，现有的太阳能泵系统由太阳能模块100、逆变器200和控制单元300构成。

如上所述，使用太阳能产生电力的太阳能泵系统中的重要的控制方法之一是最大功率点跟踪(Maximum power point tracking，MPPT)控制。太阳能逆变器总是通过跟踪太阳能电池的最大功率产生点的MPPT控制来发电最大电力。

在现有的MPPT控制方法中，爬山法是MPPT控制方法中最基本的控制方法，该方法是以预定位移改变占空比(duty)以找到最大功率点，虽然控制容易且简单，但存在日射量突变时推定最大功率点缓慢的问题。

在现有的MPPT控制方法中，扰动和观测方法是最常见的MPPT控制方法，是通过测量功率随着电压增减的变化而在最大功率点动作的方法。然而，该方法存在光量低时控制特性劣化的问题。

此外，在现有的MPPT控制方法中，阻抗匹配方法是利用在负载的阻抗和太阳能电池的阻抗变得相同的点太阳能电池的输出最大化，该方法的跟踪性能优秀，但存在略微复杂且需要大量运算的问题。

如上所述，在使用现有的各种太阳能泵系统的MPPT控制方法的现有的如图1所示的太阳能泵系统中，为了控制施加到水泵400的电压，控制单元300使用直流链路电压和逆变器单元52的输出电流作为用于生成逆变器200的PWM输出波形和检测低电压/过电压的信息。即，电压传感器210将逆变器200的直流链路电压提供给控制单元300，电流传感器220将逆变器200的输出电流提供给控制单元300，由此生成PWM输出波形。

然而，直流链路电压的迅速增加会引起过电压的问题，直流链路电压的迅速下降会引起低电压的问题，在低电压和高电压状态下水泵400不能运转。水泵400的停止或运转状态频繁变化与频率频繁迅速变化的情况一样会导致水泵400的故障，从而可能发生大量的能量损失。

另外，由于在现有的情况下检测逆变器200的PWM方法的可变频率输出，而不是检测逆变器200的输入功率，因此存在输出功率的计算精度降低的问题，同时存在由于输出频率的脉动会导致水泵400的应力增加的问题。

即，如上所述，由于控制单元300检测逆变器200的各节点的电压和输出电流以执行MPPT控制，因此需要准确地检测出电压和电流，从而存在所需的精度越高配置于系统的传感器的价格也越昂贵的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术课题在于，提供一种通过使用逆变器的直流链路电压来跟踪最大功率点，能够防止由于输出频率的脉动引起的应力增加的逆变器控制方法。