[发明专利]一种并网逆变器交流开关合闸控制方法及控制电路

说明书

本发明提供一种并网逆变器交流开关合闸控制方法，包括配置对电网电压和逆变电流进行实时采样；对电网电压和逆变电流进行坐标转换，以得到电压分量和电流分量；对电流分量经过虚拟阻抗环路获取对应输出电流分量；将电网电压的电压分量与输出电流分量叠加，以获取调制波分量；对调制波分量进行坐标转换得到多相电网电压调制波，并使得多相电网电压调制波脉冲宽度调制生成逆变电路驱动；确定交流开关的两端电压与电网电压的压差在预设范围内，控制交流开关合闸，解决了交流开关无冲击电流问题，同时解决了开环控制电感电流较大的技术问题。

技术领域

本发明属于并网逆变器技术领域，具体地说，涉及一种并网逆变器交流开关合闸控制方法及控制电路。

背景技术

诸如光伏并网逆变器、储能逆变器的并网逆变器，通常在并网端配置如继电器或者接触器等的交流开关。而逆变器并网时，则需要对并网端采用的交流开关进行检测，以保证其正常运行。

对并网端交流开关的检测中的关键动作是对交流开关进行合闸动作，其也是逆变器由待机向并网发电过渡的重要阶段，是为保证并网逆变器可靠安全工作，检测光伏电池、电网当前状态是否符合合闸条件，以保证并网逆变器可进入并网发电状态。由于交流开关多为机械器件，合闸过程中，交流开关具有较长的飞行时间和机械抖动，交流开关两端电压为交流电压，如果合闸时间不当，即会导致交流开关吸合时自身两端压差较大，继而产生较大的冲击电流，过大的冲击电流会影响交流开关的使用寿命，甚至直接导致交流开关的损毁。另一方面，过大的冲击电流同时还会带来较大的共模干扰，可能进一步地影响系统采样、驱动等电路的正常运行，最终影响系统的整体可靠性。

针对上述合闸过程中存在的问题，现有技术下常用的合闸控制方式是根据机器所使用的交流开关的规格参数，又或者是在合闸前测试交流开关的飞行时间，选择规格参数或者测量数据的中间值(平均值)，再以该中间值(平均值)计算出交流开关的合闸角度，并以计算得出的合闸角度作为固定角度合闸。然而，该方法仅适用于开关数量或设备数量较少的情况下，但更多的情况下，实际运行中量产机器涉及的多个批次不同的交流开关，再加上开关自身的离散性，致使交流开关的飞行时间有较大差异，很难通过规格参数或者测量数据中间值的方式确定一致的合闸角度，甚至，交流开关作为一种机械器件，在长期使用过程中其飞行时间也可能有较大变化，因而，合闸前测量参数中间值确定固定合闸角度的方式，难以满足使用不同批次、大量交流开关的设备合闸控制需要。

现有技术下的另一种合闸控制方式，是交流开关闭合前逆变电路工作，在交流开关机器侧产生与并网电网一致的电压后合闸交流开关。该方法可以克服交流开关因自身离散性而造成的飞行时间差异问题，该方法中的控制方式包括开环控制和闭环控制两种。

开环控制方式在交流开关合闸时电流不大，从而可以解决交流合闸过程中产生较大冲击电流的问题。但是，由于开环控制方式为无反馈控制，因此在合闸后对逆变电感电流不再产生控制，从而在逆变环路工作时会产生较大的电感电流，特别是在电网谐波差(如弱电网)或多台机器同时闭合交流开关时，可能导致电感电流过大而超过开关管应力致使开关管因应力超标而损坏。

闭环控制环路不仅可以解决交流开关合闸过程中冲击电流较大的问题，也同时可以兼顾逆变电感因电流过大产生的开关管应力问题。但交流开关的闭环系统与并网时环路不同，则采用闭环控制环路就需要设计单独的电压环路参数和控制环路，因而，采用闭环控制环路需要考虑不同输入输出条件下环路控制参数的适用性，显然，闭环控制环路下参数的设计难度大，参数设计要求高。

有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决现有技术下交流开关合闸控制中存在的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够兼顾开环控制方案和闭环控制方案的优点，又可以解决开环控制方案在交流合闸并网时产生较大电感电流从而导致开关管电流应力超标和闭环控制方案对电网环境适应能力弱的问题的并网逆变器交流开关合闸控制方法。