[发明专利]一种并网逆变器系统

说明书

本发明涉及一种并网逆变器系统，包括依次连接的单向逆变桥、LCL型输出滤波器、软件锁相环、组合谐波抑制单元、放大器和驱动单元，所述LCL型输出滤波器和软件锁相环分别与电网连接，所述驱动单元与单向逆变桥连接，所述组合谐波抑制单元包括多谐振控制器、比例积分控制器和完全前馈控制器，所述多谐振控制器和比例积分控制器并联后一端与软件锁相环连接，另一端连接放大器，所述完全前馈控制器一端连接电网，另一端连接驱动单元。与现有技术相比，本发明具有提升逆变器性能，弥补现有半导体器件由于技术原因而无法实现理想器件逆变器性能的影响等优点。

技术领域

本发明涉及并网逆变器输出性能提升控制技术，尤其是涉及一种并网逆变器系统。

背景技术

基于PWM工作模式开关功率放大器，经过驱动电路驱动功率开关管，通过控制功率开关管的开关实现放大，开关功率放大器的开关管工作于开关状态，理论上效率可达100％，实际运用时效率也可达80％以上。开关功率放大器由于具有很高的效率，在体积、效率和功耗要求较高的场合具有很大的优势。目前，开关功率放大器，尤其是第三代半导体器件，己成为新能源变换使用的广泛领域，特别是在新能源领域受到人们越来越多的关注。目前柔性功率放大器的研究热点主要集中于开关模式功率放大电路的现代控制策略及其改进拓扑。然而，基于现代控制策略或是多电平结构的功率放大器在具体实现上均存在一定限制，主要表现在方案的复杂度和实现成本上，以及受限于特定的应用场合。现有的一些开关功率放大器的控制方法，在一定程度上改善了开关功率放大器的输出失真，但都是以增加开关功率放大器损耗为前提。这就使得需要采用新的技术去修正和提升功率开关器件的非线性特性，从而减少其失真与损耗。

尽管功率开关器件非线性能能够通过模型修正得到减少，但由于并网逆变桥的主电路桥臂拓扑是采用上下两个功率开关器件构成，为了防止同一桥臂上下功率管发生直通现象，必须在其驱动信号中设置一段死区时间。死区效应会导致逆变桥输出电压中包含大量奇次谐波，而这些谐波反过来会进一步加剧并网电流的谐波畸变程度。可见逆变器系统自身的非线性因素会使并网电流的谐波畸变加大，严重时甚至会导致并网电流谐波成分超出允许限值。此外，逆变器的非线性因素主要有数字控制延时，即采用数字控制时，微控制器不可避免地需要一段时间进行A/D转换和程序代码计算，因而产生控制延时。数字控制延时可等效为在系统前向通道中串入延时环节，这不但会导致系统响应速度变慢，而且会降低系统带宽和稳定裕量，严重时可能导致系统不稳定，将数字控制延时考虑到并网逆变器闭环系统的等效阻抗网络模型中也是必要的。

因此，由于开关功率放大器自身的非线性，同时由功率开关器件构成的逆变器拓扑结构由于上下桥臂开通的“死区”效应，再加上数字控制延时，并网逆变器的系统非线性特性会引起低次谐波累积效应，并会导致并网电流波形发生畸变，降低逆变器的输出性能，因此，有必要研发一种新的并网逆变器，以消除“死区”效应与字控制延时造成的非线性影响，提升并网逆变器性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种并网性能高、输出性能好的并网逆变器系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种并网逆变器系统，包括依次连接的单向逆变桥、LCL型输出滤波器、软件锁相环、组合谐波抑制单元、放大器和驱动单元，所述LCL型输出滤波器和软件锁相环分别与电网连接，所述驱动单元与单向逆变桥连接，

所述组合谐波抑制单元包括多谐振控制器、比例积分控制器和完全前馈控制器，所述多谐振控制器和比例积分控制器并联后一端与软件锁相环连接，另一端连接放大器，所述完全前馈控制器一端连接电网，另一端连接驱动单元。

进一步地，所述单向逆变桥包括直流储能电容、四个第三代半导体功率器件和四个反并联二极管。

进一步地，所述完全前馈控制器的系数为：