[发明专利]一种逆变器的准定频多阈值区间滞环控制方法

权利要求书

1.一种逆变器的准定频多阈值区间滞环控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：设定逆变器的正、负、零三种电路模态；

步骤S2：限定逆变器开关频率的最大值和最小值，设定采样频率f_c、逆变器被控制量参考值X_r以及阈值ΔX₁、ΔX₂，其中ΔX₂＞ΔX₁≥0；在逆变器离网运行时，逆变器被控制量X为逆变器输出电压U₀；在逆变器并网运行时，逆变器被控制量X为逆变器输出电流I₀；

步骤S3：令当前采样周期为第i个周期，每个采样周期电路模态切换时刻为T_i，i＝1,2,3,...,n，n为整数；每个采样周期中，电路模态切换时刻T_i均处于该周期最初始的时刻，相邻两个采样周期电路模态切换时刻间隔ΔT_i固定为一个采样周期T_c；记录第i-1周期逆变器电路模态；获取逆变器在T_i时刻被控制量X的采样值；

步骤S4：判断X_r在T_i时刻的极性，判断X在T_i时刻所处阈值区间，根据X_r正负半周的电路模态与阈值区间的对应规则，选择并切换逆变器电路模态；逆变器电路模态切换过程完成后跳转至步骤S3，进入第i+1个采样周期；

所述步骤S1的具体内容为：

若逆变器为电压型逆变器，其逆变桥输出正电压的电路模态为正态；逆变桥输出负电压的电路模态为负态；逆变桥输出电压为零电压的电路模态为零态；

若逆变器为电流型逆变器，其逆变桥输出正电流的电路模态为正态；逆变桥输出负电流的电路模态为负态；逆变桥输出电流为零电流的电路模态为零态；

步骤S2中所述限定逆变器开关频率的最大值和最小值的具体内容为：

限制开关频率最大值的计算方法：

对于任意逆变器，由于相邻两个采样周期电路模态切换时刻间隔ΔT_i固定为一个采样周期T_c，因此在相邻两个采样周期开关管连续发生变化的情况下，开关周期会达到最小，即开关频率最大值f_smax＝f_c/2；

限制开关频率最小值的计算方法：

当电压型逆变器通常采用L滤波器：电压型逆变器输入电压为U_in，交流侧电压峰值为U_op,交流侧电流峰值为I_op，交流侧频率为f_g，滤波电感为L_f，逆变器离网时负载阻抗为R_L；

①电压型并网逆变器最小开关频率计算方法：

将输出波形在零态由I_r+ΔI₂变化至I_r-ΔI₁，而后在正态由I_r-ΔI₁变化至I_r+ΔI₁的情况定义为开关频率的最小值；

电路模态为零态，输出电流i_o波形由I_r+ΔI₂变化至I_r-ΔI₁的时长T_down为：

电路模态为正态，输出电流i_o波形由I_r-ΔI₁变化至I_r+ΔI₁的时长T_up为：

则开关频率的最小值f_smin为：

其中T_down+T_up应取为T_c的整数倍；

②电压型离网逆变器最小开关频率计算方法：

将输出波形在零态由U_r+ΔU₂变化至U_r-ΔU₁，而后在正态由U_r-ΔU₁变化至U_r+ΔU₁的情况定义为开关频率的最小值；

电路模态为零态，输出电压u_o波形由U_r+ΔU₂变化至U_r-ΔU₁的时长T_down为：

电路模态为正态，输出电压u_o波形由U_r-ΔU₁变化至U_r+ΔU₁的时长T_up为：

则开关频率的最小值f_smin为：

其中T_down+T_up应取为T_c的整数倍；

当电流型逆变器通常采用CL滤波器：电流型逆变器输入电流为I_in，交流侧电压峰值为U_op,交流侧电流峰值为I_op，电网频率为f_g，滤波电容电压为U_cf，滤波电感为L_f，滤波电容为C_f，离网时负载阻抗为R_L；

①电流型并网逆变器最小开关频率计算方法：

将输出波形在零态由I_r+ΔI₂变化至I_r-ΔI₁，而后在正态由I_r-ΔI₁变化至I_r+ΔI₁的情况定义为开关频率的最小值；

电路模态为零态，输出波形由I_r+ΔI₂变化至I_r-ΔI₁的时长T_down为：

电路模态为正态，输出波形由I_r-ΔI₁变化至I_r+ΔI₁的时长T_up为：

则开关频率的最小值f_smin为：

其中T_down+T_up应取为T_c的整数倍；

②电流型离网逆变器最小开关频率计算方法：

将输出波形在零态由U_r+ΔU₂变化至U_r-ΔU₁，而后在正态由U_r-ΔU₁变化至U_r+ΔU₁的情况定义为开关频率的最小值；

电路模态为零态，波形由U_r+ΔU₂变化至U_r-ΔU₁的时长T_down为：

电路模态为正态，波形由U_r-ΔU₁变化至U_r+ΔU₁的时长T_up为：

则开关频率的最小值f_smin为：

其中T_down+T_up应取为T_c的整数倍；

所述步骤S4的具体内容为：

判断X_r在T_i时刻的极性，判断X在T_i时刻所处阈值区间，用以选择逆变器电路模态；

若X_r极性为正时：

当X∈(X_r+ΔX₂,+∞)，逆变器在T_i时刻模态切换为负态中一个电路模态，保持该模态T_c时间后，跳转至步骤S3，进入第i+1采样周期；

当X∈(X_r+ΔX₁,X_r+ΔX₂]，逆变器在T_i时刻模态切换为零态中一个电路模态，保持该模态T_c时间后，跳转至步骤S3，进入第i+1采样周期；

当X∈(X_r-ΔX₁,X_r+ΔX₁]，逆变器桥保持第i-1个周期电路模态，保持T_c时间后，跳转至步骤S3，进入第i+1个采样周期；

当X∈(-∞,X_r-ΔX₁]，逆变器在T_i时刻模态切换为正态中一个电路模态，保持该模态T_c时间后，跳转至步骤S3，进入第i+1采样周期；

若X_r极性为负时：

当X∈(-∞,X_r-ΔX₂)，逆变器在T_i时刻模态切换为正态中一个电路模态，保持该模态T_c时间后，跳转至步骤S3，进入第i+1采样周期；

当X∈[X_r-ΔX₂,X_r-ΔX₁)，逆变器在T_i时刻模态切换为零态中一个电路模态，保持该模态T_c时间后，跳转至步骤S3，进入第i+1采样周期；

当X∈[X_r-ΔX₁,X_r+ΔX₁)，逆变器在T_i时刻保持第i-1个周期电路模态，保持T_c时间后，跳转至步骤S3，进入第i+1个采样周期；

当X∈[X_r+ΔX₁,+∞)，逆变器在T_i时刻模态切换为负态中一个电路模态，保持该模态T_c时间后，跳转至步骤S3，进入第i+1采样周期。