CN101860041B - 一种动态调整母线电压提高并网效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，将电网电压最低限和最高限的工作范围划分成至少两个档，每个档对应设定有母线电压指令值；控制系统实时检测电网电压的有效值，当电网电压位于所划分其中一个档位中时，若此时母线电压指令不等于该档对应设定的母线电压指令值，则调整母线电压指令到设定值。本发明根据实时检测的电网电压值，动态调整母线电压的幅值，提高了并网逆变器的整机效率和可靠性，并且降低了器件应力，延长了电容的使用寿命。

Description

一种动态调整母线电压提高并网效率的方法
技术领域
本发明涉及并网逆变器的控制方法，具体涉及一种动态调整母线电压提高并网效率的方法。
背景技术
并网逆变器并网运行的基本条件为：母线电压幅值不小于电网电压峰值。对于采用多级变换拓扑结构的并网逆变器，特别是前级为升压电路、中间为母线支撑电容、后级为逆变电路的并网逆变器，并网逆变器的直流输入电压要经过升压电路变换后使其输出母线电压满足并网运行的基本条件。目前通常采用将母线电压稳定控制在固定电压值的方法。
通常要求并网逆变器具有较宽的工作电压范围VL～VH，以适应电网的频繁波动，即电网电压在VL～VH之间时，并网逆变器能够正常运行。若按现有的控制方法，母线电压控制在固定值，为满足并网基本条件，母线电压需大于最高电网电压的峰值，即1.414*VH。而当电网电压为VL时，母线电压只需1.414*VL即可。例如规定并网逆变器工作电压范围为190V-264V，1.414*VH＝373.3V，再考虑电压纹波，那么母线电压应至少为400V，并网逆变器一直保持在较高母线电压下运行。而当电网电压为190V时，母线电压只要达到300V，并网逆变器即可正常并网运行。若此时母线电压还是稳定控制在400V，会存在以下问题：
1)当并网逆变器的输入直流电压小于300V时，通过前级的升压电路将母线电压升压到400V，与升压到300V相比，升压电路的占空比要大很多，不仅降低了升压电路的效率，而且增加了升压电路器件的应力；
2)当并网逆变器的输入直流电压在300V～400V之间时，若要控制母线电压为400V，升压电路还必须工作，不仅降低了系统效率，而且增加了开关的动作次数，使得系统寿命和可靠性降低。
3)控制母线电压一直在较高电压，增加了母线支撑电容的应力，降低了电容的使用寿命；
4)控制母线电压一直在较高电压，增加了逆变电路器件的应力，并降低了逆变效率。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提出一种通过实时检测的电网电压峰值来调整直流升压电路输出电压，即直流母线电压幅值的方法，提高了并网逆变器的整机效率。
一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，适用于采用多级转换电路的并网逆变器，具体为：前级为升压电路、中间为母线电容、后级为逆变电路的并网逆变器，其并网运行的基本条件为直流输入电压经过升压电路，使母线电容的电压幅值不小于电网电压峰值，根据实时检测的电网电压值，动态调整直流母线电压的幅值。
一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，按以下步骤：将电网电压最低限和最高限的工作范围划分成至少两个档，每个档对应设定有母线电压指令值；控制系统实时检测电网电压的有效值，当电网电压位于所划分其中一个档位中时，若此时母线电压指令不等于该档对应设定的母线电压指令值，则调整母线电压指令到设定的母线电压指令值；
一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，通过缓慢增/减方式使母线电压指令为设定的母线电压指令值。
一种提高并网逆变器效率的方法，将电网电压最低限和最高限的工作范围每5～20V划分为一个档。
一种提高并网逆变器效率的方法，当电网电压位于所划分其中一个档位中时，持续一段时间后确定电网电压位于该档。
一种提高并网逆变器效率的方法，当电网电压位于所划分其中一个档位中时，持续5～30秒后确定电网电压位于该档。
以电网电压范围为190V～264V为例，当电网电压为190V时，通过本发明的控制方法，将带来以下有益效果：
1)当并网逆变器的输入直流电压小于300V时，通过前级的升压电路将母线电压升压到300V，升压电路的占空比较小，提高了升压电路的效率，降低了升压电路器件的应力；
2)当并网逆变器的输入直流电压在300V～400V之间时，由于母线电压为300V，并网逆变器即可并网运行，所以此时，升压电路不必工作，减少了开关的动作次数，提高了并网逆变器的整机效率和可靠性；
3)母线电压较低，降低了母线支撑电容的应力，延长了电容使用寿命；
4)母线电压较低，降低了逆变电路器件的应力，提高了逆变效率。
从以上分析可以得出，采用本发明，根据实时检测的电网电压值，动态调整母线电压的幅值，提高了并网逆变器的整机效率和可靠性，并且降低了器件应力，延长了电容的使用寿命。
附图说明
图1为电网电压档位判断流程图。
图2为根据不同电网电压档位得到母线电压指令流程图。
具体实施方式
实施例1
参见图1所示。电网电压的最低限和最高限大概有70V的工作范围。为了不至于母线电压调节太频繁，控制系统中将70V的范围分成7个档位每10V为一个档。第一步，首先控制系统要判断当前的电网档位，控制系统实时检测电网电压的有效值，当电网电压的有效值大于190V但是小于200V且持续20秒时，此时认为电网档位等于1档；实际工作时电网瞬时的波动很频繁，所以在判断电网的电压档位时，只有当电网连续保持在某一档位范围持续20S，才判断切换到此档。当电网电压的有效值大于200V但是小于210V且持续20秒时，此时认为电网档位等于2档；当电网电压的有效值大于210V但是小于220V且持续20秒时，此时认为电网档位等于3档；当电网电压的有效值大于220V但是小于230V且持续20秒时，此时认为电网档位等于4档；当电网电压的有效值大于230V但是小于240V且持续20秒时，此时认为电网档位等于5档；当电网电压的有效值大于240V但是小于250V且持续20秒时，此时认为电网档位等于6档；当电网电压的有效值大于250VV且持续20秒时，此时认为电网档位等于7档。第二步，接着根据电网电压的档位来确定母线电压指令的大小，如图2所示：当电网档位为1档时，此时的母线电压指令不等于310V则通过缓慢增减的方式给定到310V；当电网档位为2档时，此时的母线电压指令不等于330V则通过缓慢增减的方式给定到330V；当电网档位为3档时，此时的母线电压指令不等于340V则通过缓慢增减的方式给定到340V；当电网档位为4档时，此时的母线电压指令不等于360V则通过缓慢增减的方式给定到360V；当电网档位为5档时，此时的母线电压指令不等于370V则通过缓慢增减的方式给定到370V；当电网档位为6档时，此时的母线电压指令不等于390V则通过缓慢增减的方式给定到390V；当电网档位为7档时，此时的母线电压指令不等于400V则通过缓慢增减的方式给定到400V。
实施例2
电网电压的最低限和最高限大概有70V的工作范围。为了不至于母线电压调节太频繁，控制系统中将70V的范围分成7个档位每10V为一个档。第一步，首先控制系统要判断当前的电网档位，控制系统实时检测电网电压的有效值，当电网电压的有效值大于190V但是小于200V，此时认为电网档位等于1档，其它各档判断以此方法进行。其余同实施例1。
实施例3
电网电压的最低限和最高限大概有70V的工作范围。为了不至于母线电压调节太频繁，控制系统中将70V的范围分成7个档位每10V为一个档。第一步，首先控制系统要判断当前的电网档位，控制系统实时检测电网电压的有效值，当电网电压的有效值大于190V但是小于200V，此时认为电网档位等于1档，其它各档判断以此方法进行。接着根据电网电压的档位来确定母线电压指令的大小，如图2所示：当电网档位为1档时，此时的母线电压指令不等于310V则给定到310V；其余同实施例1。

Claims (5)

1.一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，前级为升压电路、中间为母线电容、后级为逆变电路的并网逆变器，其并网运行的基本条件为直流输入电压经过升压电路，使母线电容的电压幅值不小于电网电压峰值，根据实时检测的电网电压值，动态调整直流母线电压的幅值；其特征在于按以下步骤：将电网电压最低限和最高限的工作范围划分成至少两个档，每个档对应设定有母线电压指令值；控制系统实时检测电网电压的有效值，当电网电压位于所划分其中一个档位中时，若此时母线电压指令不等于该档对应设定的母线电压指令值，则调整母线电压指令到设定的母线电压指令值。
2.根据权利要求1所述的一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，其特征在于：通过缓慢增/减方式使母线电压指令为设定的母线电压指令值。
3.根据权利要求1所述的一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，其特征在于将电网电压最低限和最高限的工作范围每5～20V划分为一个档。
4.根据权利要求1所述的一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，其特征在于当电网电压位于所划分其中一个档位中时，持续一段时间后确定电网电压位于该档。
5.根据权利要求4所述的一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，其特征在于当电网电压位于所划分其中一个档位中时，持续5～30秒后确定电网电压位于该档。
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