本發(fā)明實(shí)施例涉及電源技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法和裝置。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)為適應(yīng)大功率負(fù)載的需求,大部分采用逆變器并聯(lián)控制方案,即將多個逆變器并聯(lián)連接,向負(fù)載提供電源。
逆變器采用電壓閉環(huán)控制模式或電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制模式,使得逆變器的輸出電壓與設(shè)置的給定參考電壓相等,但是若不采取任何控制方法來調(diào)節(jié)各逆變器的給定參考電壓,而直接設(shè)置為相同的給定參考電壓,使得各逆變器輸出電壓相同,由于逆變器輸出的線路阻抗的不同、各逆變器控制電路和驅(qū)動電路的不一致性等影響,導(dǎo)致逆變器并聯(lián)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中一般存在環(huán)流大的問題,即各逆變器的輸出電流大小不同造成的環(huán)流。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法和裝置,以實(shí)現(xiàn)抑制或消除逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流。
第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置,該控制裝置包括:
第一控制單元,用于獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的有功功 率,并通過數(shù)值比較,獲取所述至少兩臺逆變器輸出的有功功率中的最大有功功率;
第二控制單元,用于獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值,并將所述至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值相加求和取平均值,作為平均電流瞬時值;
逆變器控制單元,與所述至少兩臺逆變器一一對應(yīng)設(shè)置,且均勻與所述第一控制單元和所述第二控制單元相連;
所述逆變器控制單元用于根據(jù)所述最大有功功率與由所述逆變器控制單元對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率,確定用于所述逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的電壓有效值補(bǔ)償量,根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值、所述電壓有效值補(bǔ)償量、由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值;
用于根據(jù)所述平均電流瞬時值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量;
以及用于根據(jù)所述電壓瞬時值設(shè)定值與所述電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定所述目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。
進(jìn)一步地,所述第一控制單元與所述至少兩臺逆變器一一對應(yīng),用于將對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率發(fā)送至其他逆變器對應(yīng)的第一控制單元。
進(jìn)一步地,還包括至少兩塊控制芯片,分別設(shè)置于所述至少兩臺逆變器中;其中,所述第一控制單元和所述逆變器控制單元集成在所述控制芯片中。
進(jìn)一步地,所述至少兩塊控制芯片通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN通信電路連 接,用于傳輸所述至少兩臺逆變器輸出的有功功率。
進(jìn)一步地,所述逆變器控制單元具體用于,根據(jù)所述預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與所述電壓有效值補(bǔ)償量,確定用于所述逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值,根據(jù)所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
進(jìn)一步地,所述逆變器控制單元具體用于,將所述最大有功功率與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的有功功率作差,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得所述電壓有效值補(bǔ)償量,將預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與所述電壓有效值補(bǔ)償量的和,作為所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值,將所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值作差,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
進(jìn)一步地,所述逆變器控制單元具體還用于,將所述平均電流瞬時值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值作差,并采用比例算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量,將所述電壓瞬時值設(shè)定值與所述電壓瞬時值補(bǔ)償量的和,作為所述目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。
第二方面,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制方法,采用本發(fā)明任意實(shí)施例提供的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置來執(zhí)行,該控制方法包括:
所述第一控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的有功功率,并通過數(shù)值比較,獲取所述至少兩臺逆變器輸出的有功功率中的最大有功 功率;
所述第二控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值,并將所述至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值相加求和取平均值,作為平均電流瞬時值;
所述逆變器控制單元根據(jù)所述最大有功功率與由所述逆變器控制單元對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率,確定用于獲取所述逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的電壓有效值補(bǔ)償量,根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值、所述電壓有效值補(bǔ)償量、由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值;
所述逆變器控制單元根據(jù)所述平均電流瞬時值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量;
以及,所述逆變器控制單元根據(jù)所述電壓瞬時值設(shè)定值與所述電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定所述目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。
進(jìn)一步地,所述逆變器控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值、所述電壓有效值補(bǔ)償量、由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值包括:所述逆變器控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與所述電壓有效值補(bǔ)償量,確定用于獲取所述逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值,根據(jù)所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
第三方面,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng),包括本發(fā)明任意 實(shí)施例提供的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置。
本發(fā)明實(shí)施例通過第一控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的最大有功功率,第二控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的平均電流瞬時值,逆變器控制單元根據(jù)最大有功功率與對應(yīng)逆變器的有功功率,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值;根據(jù)平均電流瞬時值與對應(yīng)逆變器的電流瞬時值,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量,以及用于根據(jù)電壓瞬時值設(shè)定值與電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值,解決了由于逆變器輸出的線路阻抗的不同、各逆變器控制電路和驅(qū)動電路的不一致性等影響,導(dǎo)致逆變器并聯(lián)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中一般存在環(huán)流大的問題,實(shí)現(xiàn)了對逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流的抑制或消除。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2A是本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種單相逆變器控制單元中最大有功功率控制的控制結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2B是本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種單相逆變器控制單元中電流瞬時值均流控制的控制結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2C是本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種優(yōu)選的單相逆變器控制單元的整體控制結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2D是本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)輸出的電壓和逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流的波形圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例二中提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二中提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中各逆變器的通信時刻示意圖;
圖5是本發(fā)明實(shí)施例三中提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制方法的流程圖;
圖6是本發(fā)明實(shí)施例四中提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明??梢岳斫獾氖?,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明,而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是,為了便于描述,附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例一
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,該裝置適用于執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例提供的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制方法,該裝置可以由軟件和/或硬件的方式實(shí)現(xiàn),如圖1所示,該逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置包括:第一控制單元110、第二控制單元120和逆變器控制單元130。
其中,第一控制單元110,用于獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的有功功率,并通過數(shù)值比較,獲取所述至少兩臺逆變器輸出的有功功率中的最大有功功率。
需要說明的是,該逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器可以是單相逆變器,也可以是三相逆變器。若逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器是三相逆變器,則獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的A相、B相和C相各自對應(yīng)的有 功功率,并通過數(shù)值比較,獲取所述至少兩臺逆變器輸出的有功功率中A相、B相和C相各自對應(yīng)的最大有功功率,即三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的控制原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的工作原理為例,該至少兩臺逆變器輸出的有功功率可根據(jù)檢測到的各逆變器輸出的電流和電壓求取各自的有功功率,第一控制單元110獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的有功功率,并通過數(shù)值比較,獲取至少兩臺逆變器輸出的有功功率中的最大有功功率。采用最大有功功率均流控制,輸出電壓更穩(wěn)定準(zhǔn)確。
其中,第二控制單元120,用于獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值,并將所述至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值相加求和取平均值,作為平均電流瞬時值。
需要說明的是,若逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器是三相逆變器,則獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的A相、B相和C相各自對應(yīng)的電流瞬時值,并將至少兩臺逆變器輸出A相、B相和C相各自對應(yīng)的電流瞬時值各自相加求和取平均值,進(jìn)而求取出A相、B相和C相各自對應(yīng)的平均電流瞬時值,即三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的工作原理與單相逆變器的工作原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的工作原理為例,該至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值可通過各自逆變器處的采樣電路對各自逆變器的輸出端的電流進(jìn)行采樣,獲取電流瞬時值。第二控制單元120將至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值進(jìn)行相加求和,進(jìn)而取平均值,作為平均電流瞬時值。第二控制單元120可包括加法電路,用于將至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值進(jìn)行相加求和。
其中,逆變器控制單元130,與所述至少兩臺逆變器一一對應(yīng)設(shè)置,且均 勻與所述第一控制單元和所述第二控制單元相連。
需要說明的是,逆變器控制單元130,可以與至少兩臺逆變器一一對應(yīng)設(shè)置,且均勻與第一控制單元110和第二控制單元120相連,以獲取最大有功功率和平均電流瞬時值。
其中,所述逆變器控制單元130用于根據(jù)所述最大有功功率與由所述逆變器控制單元對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率,確定用于所述逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的電壓有效值補(bǔ)償量,根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值、所述電壓有效值補(bǔ)償量、由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
需要說明的是,三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的控制原理相同,逆變器控制單元130對三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的控制原理為例,逆變器控制單元130可以根據(jù)最大有功功率與由逆變器控制單元對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率,確定用于該逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的電壓有效值補(bǔ)償量。預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值是依據(jù)逆變器輸出電壓等級確定的。根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值、電壓有效值補(bǔ)償量、由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。通過電壓瞬時值外環(huán)控制可以使得逆變器輸出的電壓瞬時值跟隨目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值,即使得逆變器輸出的電壓瞬時值與目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值近似相等。通過調(diào)整電壓有效值補(bǔ)償量,可以抑制各逆變器輸出電壓有效值不匹配帶來的環(huán)流。
優(yōu)選的,所述逆變器控制單元130具體用于,根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值 與所述電壓有效值補(bǔ)償量,確定用于所述逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值,根據(jù)所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
需要說明的是,三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的控制原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的控制原理為例,所述逆變器控制單元130可以根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與電壓有效值補(bǔ)償量,確定用于逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值。通過電壓有效值補(bǔ)償控制可以使得逆變器輸出的電壓有效值跟隨目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值,即使得逆變器輸出的電壓有效值與目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值近似相等。
優(yōu)選的,如圖2A所示(若逆變器為三相逆變器,則需有三個如圖2A所示的同種控制結(jié)構(gòu),分別與A相、B相和C相對應(yīng)),所述逆變器控制單元具體用于,將所述最大有功功率與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的有功功率作差,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得所述電壓有效值補(bǔ)償量,如圖2C所示(若逆變器為三相逆變器,則需有三個如圖2C所示的同種控制結(jié)構(gòu),分別與A相、B相和C相對應(yīng)),將預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與所述電壓有效值補(bǔ)償量的和,作為所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值,將所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值作差,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
需要說明的是,三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的控制原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的控制原理為例,逆變 器控制單元可以將最大有功功率與由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的有功功率作差,還可以是將最大有功功率與由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的有功功率和預(yù)設(shè)疊加偏差的和作差,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得電壓有效值補(bǔ)償量。設(shè)定該電壓有效值補(bǔ)償量的數(shù)值范圍可以是預(yù)設(shè)范圍,例如可以是0到預(yù)設(shè)最大值。該預(yù)設(shè)疊加偏差可以在由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的有功功率為最大有功功率時,使得經(jīng)過比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得的電壓有效值補(bǔ)償量為0。將預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與電壓有效值補(bǔ)償量的和,作為目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值,將目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值作差,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值??梢詫⒈壤e分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出的結(jié)果與單位正弦函數(shù)的乘積作為逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。至少兩臺逆變器所采用的單位正弦函數(shù)的頻率和相位是相同的。
需要進(jìn)一步說明的是,上述運(yùn)算關(guān)系可以變換為不同的形式,以獲取逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值,該不同的變換形式所對應(yīng)的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。例如可以是:逆變器控制單元將最大有功功率與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的有功功率作差,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得電壓有效值補(bǔ)償量,將預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與電壓有效值補(bǔ)償量的相加求和,再減去由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,求取差值,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。例如還可以是:逆變器控制單元將由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的有功功率與最大有功功 率作差,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得電壓有效值補(bǔ)償量,將預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與電壓有效值補(bǔ)償量作差,再減去由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,求取差值,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
其中,所述逆變器控制單元130用于根據(jù)所述平均電流瞬時值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量。
需要說明的是,三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的控制原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的控制原理為例,逆變器控制單元130根據(jù)平均電流瞬時值與由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量。電壓瞬時值補(bǔ)償量的更新周期遠(yuǎn)小于電壓瞬時值設(shè)定值的更新周期,電壓瞬時值補(bǔ)償量的數(shù)值范圍小于電壓有效值補(bǔ)償量的數(shù)值范圍。電壓瞬時值補(bǔ)償量數(shù)值有限,不能大幅度調(diào)整目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值,進(jìn)而大幅度調(diào)整逆變器的輸出電流,故可以抑制逆變器輸出電壓和電流的諧波。
其中,所述逆變器控制單元130用于根據(jù)所述電壓瞬時值設(shè)定值與所述電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定所述目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。
需要說明的是,三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的工作原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的控制原理為例,逆變器控制單元130根據(jù)電壓瞬時值設(shè)定值與電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制還可以包括電壓外環(huán)電感電流內(nèi)環(huán)控制。在電壓外環(huán)電感電流內(nèi)環(huán)控制中,采用比例積分微分算法對電壓誤差進(jìn) 行調(diào)節(jié),采用比例積分算法對電流誤差進(jìn)行調(diào)節(jié),其中,電壓誤差為目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值與逆變器輸出的瞬時電壓值之間的差值,電流誤差為采用比例積分微分算法對電壓誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)的輸出結(jié)果與逆變器輸出的濾波電感的電流瞬時值之間的差值。將采用比例積分算法對電流誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)的輸出結(jié)果作為脈寬調(diào)制信號,經(jīng)過脈寬調(diào)制算法,以獲取驅(qū)動信號。
優(yōu)選的,如圖2B所示(若逆變器為三相逆變器,則需有三個同種控制結(jié)構(gòu)示意圖,分別與A相、B相和C相對應(yīng)),所述逆變器控制單元130具體還用于,將所述平均電流瞬時值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值作差,并采用比例算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量,將所述電壓瞬時值設(shè)定值與所述電壓瞬時值補(bǔ)償量的和,作為所述目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。
需要說明的是,三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的控制原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的控制原理為例,逆變器控制單元130將平均電流瞬時值與由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值作差,并采用比例算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量。可以將比例算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出的結(jié)果與單位正弦函數(shù)的乘積作為電壓瞬時值補(bǔ)償量。將電壓瞬時值設(shè)定值與電壓瞬時值補(bǔ)償量的和,作為目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。該比例算法中的比例系數(shù)可根據(jù)逆變器環(huán)路增益和補(bǔ)償比例等來設(shè)定。
需要進(jìn)一步說明的是,上述運(yùn)算關(guān)系可以變換為不同的形式,以獲取逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值,該不同的變換形式所對應(yīng)的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。例如可以是:逆變器控制單元130將 由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值與平均電流瞬時值作差,并采用比例算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),以獲得用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量,將電壓瞬時值設(shè)定值與電壓瞬時值補(bǔ)償量作差,將差值作為目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。例如還可以是:將預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與電壓有效值補(bǔ)償量作差,再減去由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,求取差值,并采用比例積分算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),輸出第一調(diào)節(jié)參數(shù),并將平均電流瞬時值與由逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值作差,并采用比例算法對差值進(jìn)行調(diào)節(jié),輸出第二調(diào)節(jié)參數(shù),將第一調(diào)節(jié)參數(shù)與第二調(diào)節(jié)參數(shù)相加求和,將其和值與單位正弦函數(shù)的乘積,作為目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。
三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的控制原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的控制原理為例,該逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置的工作原理為:通過第一控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的最大有功功率,第二控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的平均電流瞬時值;若最大有功功率大于逆變器自身輸出的有功功率,則需通過逆變器控制單元的控制,使得電壓有效值補(bǔ)償量增加,并使得逆變器輸出的電壓有效值增加,即可使逆變器輸出的有功功率增大,并逐漸增大到最大有功功率;若平均電流瞬時值大于逆變器自身輸出的電流瞬時值,則需通過逆變器控制單元的控制,使得電壓瞬時值補(bǔ)償量增加,并使得逆變器輸出的電壓瞬時值增加,即可使逆變器輸出的電流瞬時值增大,并逐漸增大到平均電流瞬時值;反之同理。通過第一控制單元、第二控制單元和逆變器控制單元的控制,可提高逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的各逆變器輸出的電流的瞬時值和有效值的均分程度,從而實(shí)現(xiàn)了對逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流的抑制或消除,如圖2D所示,圖中電流代表逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流。
本實(shí)施例的技術(shù)方案,通過第一控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的最大有功功率,第二控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的平均電流瞬時值,逆變器控制單元根據(jù)最大有功功率與對應(yīng)逆變器的有功功率,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值;根據(jù)平均電流瞬時值與對應(yīng)逆變器的電流瞬時值,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量,以及用于根據(jù)電壓瞬時值設(shè)定值與電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值,解決了由于逆變器輸出的線路阻抗的不同、各逆變器控制電路和驅(qū)動電路的不一致性等影響,導(dǎo)致逆變器并聯(lián)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中一般存在環(huán)流大的問題,實(shí)現(xiàn)了對逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流的抑制或消除。
實(shí)施例二
圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,本實(shí)施例是以上述實(shí)施例為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化,具體是所述第一控制單元110與所述至少兩臺逆變器一一對應(yīng),還用于將對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率發(fā)送至其他逆變器對應(yīng)的第一控制單元。
其中,各逆變器中均設(shè)置有第一控制單元110,該第一控制單元110分別與各自逆變器對應(yīng)的逆變器控制單元130相連,可以將對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率發(fā)送至與其他逆變器對應(yīng)的第一控制單元110。
優(yōu)選的,該控制裝置還包括至少兩塊控制芯片,分別設(shè)置于所述至少兩臺逆變器中;其中,所述第一控制單元和所述逆變器控制單元集成在所述控制芯片中。
其中,各逆變器中均設(shè)置有控制芯片,該控制芯片可以是STM32、DSP(Digital Signal Process,數(shù)字信號處理)等??梢詫⒌谝豢刂茊卧湍孀兤骺?制單元集成在控制芯片中。
優(yōu)選的,所述至少兩塊控制芯片通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN通信電路連接,用于傳輸所述至少兩臺逆變器輸出的有功功率。
其中,至少兩塊控制芯片通過CAN(Controller Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))通信電路連接,用于傳輸至少兩臺逆變器輸出的有功功率。CAN通信可以實(shí)現(xiàn)一對多的通信。三相逆變器的A相、B相和C相的每一相的控制原理與單相逆變器的控制原理相同。為闡釋方便,以單相逆變器的控制原理為例,可以根據(jù)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的逆變器的數(shù)量,設(shè)定對應(yīng)逆變器數(shù)量的預(yù)設(shè)時間點(diǎn)t1、t2、t3…tn,(若為三相逆變器,可以預(yù)設(shè)相電壓的相位為參考,因各逆變器的同一相電壓相位幾乎相同,例如該預(yù)設(shè)相電壓可以為A相電壓,可在預(yù)設(shè)時間點(diǎn)將A相、B相和C相各自對應(yīng)的有功功率一起發(fā)送),如圖4A所示,以發(fā)送各逆變器的輸出的有功功率,并在獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中最后一臺逆變器輸出的有功功率之后,即可在預(yù)設(shè)時間T時求取并發(fā)送最大有功功率,相比于只能進(jìn)行一對一通信的方式,可以減少通信次數(shù),可以降低控制所需的時間,系統(tǒng)調(diào)節(jié)的快速性提高。若逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的逆變器的數(shù)量過多,在一至兩個工頻周期內(nèi)無法完成逆變器輸出有功功率的獲取,可以將逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的逆變器進(jìn)行分組,并為每一組逆變器設(shè)置第三控制單元,用于獲取每一組逆變器的組內(nèi)最大有功功率,進(jìn)而通過每一組逆變器中的第三控制單元將組內(nèi)最大有功功率發(fā)送至其他組逆變器的第三控制單元,以求取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的最大有功功率,其中,每一組逆變器中的第一控制單元與對應(yīng)的第三控制單元可以通過CAN1通信進(jìn)行通信,各組逆變器的第三控制單元之間可以通過CAN2通信進(jìn)行通信,如圖4B所示。
本實(shí)施例的技術(shù)方案提供了一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置,該實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,通過將第一控制單元與至少兩臺逆變器一一對應(yīng),并將對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率發(fā)送至其他逆變器對應(yīng)的第一控制單元,解決了由于逆變器輸出的線路阻抗的不同、各逆變器控制電路和驅(qū)動電路的不一致性等影響,導(dǎo)致逆變器并聯(lián)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中一般存在環(huán)流大的問題,實(shí)現(xiàn)了對逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流的抑制或消除。
實(shí)施例三
圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制方法的流程圖,該逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制方法,可以采用本發(fā)明任意實(shí)施例提供的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置來執(zhí)行,該方法包括:
步驟210、所述第一控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的有功功率,并通過數(shù)值比較,獲取所述至少兩臺逆變器輸出的有功功率中的最大有功功率。
步驟220、所述第二控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值,并將所述至少兩臺逆變器輸出的電流瞬時值相加求和取平均值,作為平均電流瞬時值。
步驟230、所述逆變器控制單元根據(jù)所述最大有功功率與由所述逆變器控制單元對應(yīng)的逆變器輸出的有功功率,確定用于所述逆變器的電壓有效值補(bǔ)償控制的電壓有效值補(bǔ)償量,根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值、所述電壓有效值補(bǔ)償量、由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
優(yōu)選的,所述逆變器控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值、所述電壓有效 值補(bǔ)償量、由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值包括:所述逆變器控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)電壓有效值設(shè)定值與所述電壓有效值補(bǔ)償量,確定所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值,根據(jù)所述目標(biāo)電壓有效值設(shè)定值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電壓有效值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值。
步驟240、所述逆變器控制單元根據(jù)所述平均電流瞬時值與由所述逆變器控制單元控制的逆變器輸出的電流瞬時值,確定用于所述逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量。
步驟250、所述逆變器控制單元根據(jù)所述電壓瞬時值設(shè)定值與所述電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定所述目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值。
其中,上述方法的步驟在實(shí)際應(yīng)用中并非嚴(yán)格一致,因每個步驟的控制周期不盡相同,不同的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的組成不同,各個步驟所采用的控制周期不同。步驟210和步驟230的控制周期可大于步驟220、步驟240和步驟250。
本實(shí)施例的技術(shù)方案,通過第一控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的最大有功功率,第二控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的平均電流瞬時值,逆變器控制單元根據(jù)最大有功功率與對應(yīng)逆變器的有功功率,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值;根據(jù)平均電流瞬時值與對應(yīng)逆變器的電流瞬時值,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量,以及用于根據(jù)電壓瞬時值設(shè)定值與電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值,解決了由于逆變器輸出的線路阻抗的不同、各逆變器控制電路和驅(qū)動電路的不一致性等影響,導(dǎo)致逆變器并聯(lián)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中一般存在環(huán)流大的問題,實(shí)現(xiàn)了對逆 變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流的抑制或消除。
實(shí)施例四
圖6為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖6所示,該逆變器并聯(lián)系統(tǒng)310包括本發(fā)明任意實(shí)施例提供的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制裝置320。基于本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案設(shè)計出來的30KVA的逆變器并聯(lián)系統(tǒng),并機(jī)環(huán)流小于1A,且環(huán)流不受負(fù)載影響,并機(jī)工作穩(wěn)定可靠。
本實(shí)施例的技術(shù)方案,通過第一控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的最大有功功率,第二控制單元獲取逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的平均電流瞬時值,逆變器控制單元根據(jù)最大有功功率與對應(yīng)逆變器的有功功率,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值設(shè)定值;根據(jù)平均電流瞬時值與對應(yīng)逆變器的電流瞬時值,確定用于逆變器的電壓瞬時值外環(huán)控制的電壓瞬時值補(bǔ)償量,以及用于根據(jù)電壓瞬時值設(shè)定值與電壓瞬時值補(bǔ)償量,確定目標(biāo)電壓瞬時值設(shè)定值,解決了由于逆變器輸出的線路阻抗的不同、各逆變器控制電路和驅(qū)動電路的不一致性等影響,導(dǎo)致逆變器并聯(lián)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中一般存在環(huán)流大的問題,實(shí)現(xiàn)了對逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流的抑制或消除。
注意,上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解,本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例,對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明,但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下,還可以包括更多其他等效實(shí)施例,而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。