[发明专利]一种抑制逆变器并联系统直流环流的装置

摘要

本发明公开了一种抑制逆变器并联系统直流环流的装置，是在现有的逆变器并联系统的控制电路中增设直流环流控制装置，直流环流控制装置由电压直流分量抑制电路构成。并联系统中的每个逆变模块有自己独立的电压直流分量抑制电路，通过对逆变半桥中点和分压电容中点之间的高频PWM波差分放大采样、低通滤波、比例积分调节得到电压直流分量反馈量，把电压直流分量反馈量和电压直流分量基准值比较所得直流分量偏差和逆变基准电压相叠加，通过校正逆变基准值控制每台逆变器电压直流分量为零，从而使并联系统的直流环流为零。本发明结构简单，实现方便，既保留了原有并联系统的特点，又消除了并机直流环流。

主权项

1.一种抑制逆变器并联系统直流环流的装置,它包括：逆变模块(1)、逆变模块(2)、CAN总线(3)、同步总线(4)、交流母线(5)和负载(6)；每个逆变模块的电路结构完全相同，均包括：逆变主电路、采样电路、控制电路和电压直流分量抑制电路；CAN总线(3)用于给每个并联逆变模块传递平均有功功率P^*和平均无功功率Q^*，每个逆变模块控制电路中的功率调节器通过信号线连接到CAN总线(3)；同步总线(4)用于并联逆变模块之间的同步锁相，每个逆变模块控制电路中的PLL模块通过信号线连接到同步总线(4)；逆变并联模块的交流输出并联在交流母线(5)上；逆变器并联系统的并联负载(6)接在交流母线(5)上；其中逆变模块(1)包括逆变主电路(101)、采样电路(102)、控制电路(103)和电压直流分量抑制电路(104)；逆变主电路(101)采用半桥逆变器结构，包括分压电容C_d1、C_d2，功率管V₁、V₂，滤波电感L₁和滤波电容C₁；分压电容C_d1的负极性端和分压电容C_d2的正极性端连接在N点，功率管V₁的源极和功率管V₂的集电极连接在H₁点，分压电容C_d1的正极性端和功率管V₁的集电极连接在一起，分压电容C_d2的负极性端和功率管V₂的源极连接在一起，滤波电感L₁的一端连接在H₁点，另外一端和滤波电容C₁的一端连接在O₁点，滤波电容C₁的另外一端连接中线N, 滤波电容C₁的两端连接在交流母线(5)上；采样电路(102)包括电感电流采样电路(102-1)和逆变输出电压采样电路(102-2)，电感电流采样电路(102-1)的输入端连接逆变主电路(101)的霍尔电流传感器，电感电流采样电路(102-1)的输出为电感电流i_L1，逆变输出电压采样电路(102-2)的输入端连接在逆变主电路(101)的滤波电容C₁的两端，逆变输出电压采样电路(102-2)的输出是电压u_o1; 控制电路(103)由有功功率P₁和无功功率Q₁计算模块(103-1)、功率调节模块(103-2)、PLL锁相模块(103-3)、正弦基准波生成模块(103-4)、电压调节器模块(103-5)、电流调节器模块(103-6)和PWM驱动模块(103-7)组成，有功功率P₁和无功功率Q₁计算模块(103-1)的两个输入端分别连接电感电流采样电路(102-1)的输出端和电压采样电路(102-2)的输出端，功率调节模块(103-2)的两个输入端分别连接有功功率P₁和无功功率Q₁计算模块(103-1)的两个输出端，功率调节模块(103-2)的另外两个输入端分别连接CAN总线中的P^*和Q^*，功率调节模块(103-2)输出是电压幅值校正量△U₁和相位校正量△₁，PLL锁相模块(103-3)的输入端连接同步总线(4)，PLL锁相模块(103-3)的输出是同步参考相位*，正弦基准波生成模块(103-4)的第一输入端连接电压幅值参考值U₁^*,正弦基准波生成模块(103-4)的第二输入端连接PLL锁相模块(103-3)的输出端，正弦基准波生成模块(103-4)的第三、第四输入端分别连接功率调节模块(103-2)的两个输出端，正弦基准波生成模块(103-4)的第五输入端连接电压直流分量抑制电路(104)的输出端，正弦基准波生成模块(103-4)的输出是校正后的正弦基准波U₁sin(+₁)+ △U_dc1，连接到电压调节器模块(103-5)的一个输入端，作为电压调节器模块103-5的参考输入电压u_ref1, 电压调节器模块(103-5)的另外一个输入端的输入信号是逆变器的输出电压u_o1，电压调节器模块(103-5)的输出端连接到电流调节器模块(103-6)的一个输入端，输出值i_ref1作为电流环的基准电流值，电流调节器模块(103-6)的另外一个输入端的输入信号是电感电流i_L1，电流调节器模块(103-6)的输出是调制信号u_s1，PWM驱动模块(103-7)的输入端连接电流调节器模块(103-6)的输出端，PWM驱动模块(103-7)的输出是PWM驱动信号，用来驱动逆变主电路(101)的功率管V₁和功率管V₂，其特征是：在所说的逆变器并联系统中，每个逆变模块分别增设一个独立的电压直流分量抑制电路模块，每个逆变模块的电压直流分量抑制电路模块的电路结构完全相同；每个逆变模块由增设的电压直流分量抑制电路模块控制自身逆变模块的输出电压直流分量为零，从而控制逆变器并联系统的直流环流为零； 电压直流分量抑制电路模块(104)用于控制并联逆变模块(1)的输出电压直流分量为零，该模块由采样调理电路(104-1)、低通滤波电路(104-2)、直流分量调节电路(104-3)和第一减法比较器(104-4)顺次连接而成；采样调理电路(104-1)为电压直流分量抑制电路(104)的第一级电路，该电路的两个输入端连接采样输入点，其中一个输入端连接逆变主电路(101)的半桥逆变器的桥臂中点H₁，另外一个输入端连接逆变主电路(101)的半桥逆变器分压电容C_d1和C_d2的连接中点N，采样输入信号 u_H1N为频率等于开关频率的高频PWM波信号，采样调理电路(104-1)的输出端连接低通滤波电路(104-2)的输入端，低通滤波电路(104-2)的输出端连接直流分量调节电路(104-3)的输入端，第一减法比较器(104-4)的正极性端和负极性端分别连接电压直流分量基准U_dc^*和直流分量调节电路(104-3)的输出端U_dc1, 第一减法比较器(104-4)的输出端的输出信号△U_dc1叠加到正弦基准波生成模块(103-4)的输入端，得到正弦基准波生成模块(103-4)校正后的基准电压U₁sin(+₁)+△U_dc1，由于△U_dc1和U₁sin(+₁)的直流分量大小相等，符号相反，从而达到控制逆变模块1的逆变输出电压u_o1-的直流分量为零。