[发明专利]一种光伏微型逆变单元、系统及控制方法

权利要求书

1.一种光伏微型逆变单元，其特征在于，包括控制单元和主电路单元，所述主电路单元包括依次相连的升压电路、逆变电路和变压器；所述控制单元与所述逆变电路相连，用于控制所述逆变电路中各开关管的开关以实现升压、最大功率跟踪和交流输出。

2.根据权利要求1所述的光伏微型逆变单元，其特征在于，所述升压电路为Z源网络，所述Z源网络包括电容C1、电容C2、电感L1和电感L2；所述电感L1串联于主电路单元的直流正母线中，所述电感L2串联于主电路单元的直流负母线中，所述电容C1的一端与所述电感L1的一端相连，另一端与所述电感L2的另一端相连；所述电容C2的一端与所述电感L1的另一端相连，另一端与所述电感L1的一端相连。

3.根据权利要求1所述的光伏微型逆变单元，其特征在于，所述逆变电路为全控有源桥。

4.根据权利要求1或2或3所述的光伏微型逆变单元，其特征在于，还包括二极管D1，所述二极管D1串联于主电路单元的直流正母线中，所述二极管D1的正极与主电路单元的输出端相连，另一端与所述升压电路相连。

5.根据权利要求1或2或3所述的光伏微型逆变单元，其特征在于，还包括状态检测单元，所述状态检测单元包括与所述控制单元相连的电压传感器和电流传感器，所述电压传感器用于检测直流电压和交流电压并发送至所述控制单元，所述电流传感器用于检测直流电流和交流电流并发送至控制单元。

6.根据权利要求1或2或3所述的光伏微型逆变单元，其特征在于，还包括通讯组网单元，所述通讯组网单元与所述控制单元相连。

7.一种基于权利要求1至6中任意一项所述的光伏微型逆变单元的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)依据主电路单元实际直流输出电压Udc和需要调制输出的交流电电压Uac_ref，进行正弦波形调制，计算出逆变电路中各开关管对应的PWM波的导通占空比θ_n1和逆变电路中每个桥臂全关闭时间占空比ε_n1；

2)将预先计算的全直通占空比η_n1均匀插入至各桥臂中的全关闭时间占空比ε_n1中，得到实际的有源桥桥臂中的全关闭时间占空比ε_n2＝ε_n1-η_n1；其中全直通指逆变电路的上下桥臂直通；

3)依据各PWM波的导通占空比θ_n1、全直通占空比η_n1和全关闭时间占空比ε_n2调制输出PWM波控制各开关管，实现升压、最大功率跟踪和交流输出。

8.根据权利要求7所述的基于光伏微型逆变单元的控制方法，其特征在于，在步骤2)中，全直通占空比η_n1为主电路单元的直流功率输出达到最大值时的占空比，对应的计算过程为：

2.1)先给出一个初始的全直通PWM的占空比η₀，使得升压电路工作在升压状态，升压电路输出电压Udc比光伏输入直流电压高，计算此时的直流输出功率Pdc_n0＝Udc*Idc；

2.2)在下一个控制周期中，增大PWM波的全直通占空比η_n1，计算此时的直流输出功率Pdc_n1＝Udc*Idc；若直流输出功率Pdc_n1增加，则在下一个控制周期中继续增加PWM波的全直通占空比η_n1，否则在下一个控制周期中减少PWM波的全直通占空比η_n1；将现输出功率赋值给上一周期输出功率，即Pdc_n0＝Pdc_n1，开启下一控制周期，直至直流功率输出达到最大值。

9.一种光伏微型逆变系统，其特征在于，包括多个如权利要求1至6中任意一项所述的光伏微型逆变单元，各所述光伏微型逆变单元的输出端相互串并联；其中n个光伏微型逆变单元先串联形成串联组串，m组个串联组串再并联。