并网逆变器控制方法和并网逆变器与流程

本发明涉及微电网，特别是涉及一种并网逆变器控制方法和并网逆变器。

背景技术：

1、并网逆变器广泛应用于微电网技术领域，常见的并网逆变器由4个开关管和滤波电路组成，通过控制开关管的高频开关动作产生高频电流，再经过滤波电路后形成工频交流电馈入电网。但常规的硬开通控制方式会造成开关管开通损耗较大，不利于并网逆变器向高频化和高效率化方向发展。

技术实现思路

1、本发明实施例旨在提供一种并网逆变器控制方法和并网逆变器，以解决现有技术中并网逆变器开关管的开通损耗过大的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

3、根据本发明的一方面，提供一种并网逆变器控制方法，所述并网逆变器包括直流电压输入源、开关管以及并联在开关管上的体二极管和输出电容、连接于开关管/所在桥臂的滤波电感和滤波电容、连接于开关管/所在桥臂的滤波电感和滤波电容、以及电网，所述方法包括：

4、步骤a，基于高频动作的开关管两端的输出电容电压和其对应的滤波电感电流的波形数据，确定出满足零电压开通条件的开关周期的计算规则以及输出电容的容值与直流输入电压、电网电压的压差之间的映射关系；

5、步骤b，获取直流输入电压、电网电压、并网电流和并网参考电流；

6、步骤c，根据所述并网参考电流的极性，确定出高频动作的开关管；

7、步骤d，根据所述并网电流和所述并网参考电流，基于闭环调节机制确定出占空比；

8、步骤e，根据所述开关周期的计算规则、所述映射关系、所述直流输入电压、所述电网电压、所述并网参考电流和所述占空比计算出所述开关周期；

9、步骤f，根据所述开关周期和所述占空比，控制所述开关管零电压开通。

10、可选地，所述步骤a包括：

11、基于高频动作的开关管两端的输出电容电压和其对应的滤波电感电流在一个开关周期的一组波形数据，确定出满足零电压开通条件的开关周期的开始/结束时间点；

12、根据所述开关周期的开始/结束时间点，确定出所述开关周期包括的各阶段和每一所述阶段的计算规则；

13、根据每一所述阶段的计算规则得到所述开关周期的计算规则。

14、可选地，所述满足零电压开通条件的开关周期的开始/结束时间点为所述一组波形数据中所述滤波电感电流和所述输出电容电压同时为零的时间点。

15、可选地，所述开关周期包括一个开关管导通阶段、一个输出电容充电阶段、一个开关管关断阶段、一个第一谐振阶段、一个体二极管钳位阶段和若干个第二谐振阶段。

16、可选地，所述开关周期的计算规则为：

17、

18、其中，为开关周期的调整值，取值范围为大于或等于零的整数，为滤波电感的感值，，为滤波电感电流的峰值，为占空比，为直流输入电压，为电网电压，为并网参考电流，为输出电容的容值，其与压差存在映射关系。

19、可选地，所述步骤a还包括：

20、基于高频动作的开关管两端的输出电容电压和其对应的滤波电感电流在不同开关周期下的多组波形数据，测量出不同直流输入电压和不同电网电压条件下的，并根据测量得到的计算出与其对应的输出电容的容值。

21、将所述不同直流输入电压和所述不同电网电压的差值（-）作为输入，将所述不同直流输入电压和所述不同电网电压计算出的输出电容的容值作为输出，利用多项式拟合方式，得到输出电容的容值与直流输入电压、电网电压的压差之间的映射关系。

22、可选地，所述步骤d包括：

23、根据所述并网电流和所述并网参考电流，基于下方公式计算出占空比：

24、

25、其中，为闭环控制器的传递函数。

26、根据本发明的另一方面，提供一种并网逆变器，所述并网逆变器包括直流电压输入源、开关管以及并联在开关管上的体二极管和输出电容、连接于开关管/所在桥臂的滤波电感和滤波电容、连接于开关管/所在桥臂的滤波电感和滤波电容、电网及控制器，所述控制器中预设满足零电压开通条件的开关周期的计算规则和输出电容的容值与直流输入电压、电网电压的压差之间的映射关系，

27、所述控制器，用于获取直流输入电压、电网电压、并网电流和并网参考电流；根据所述并网参考电流的极性，确定出高频动作的开关管；根据所述并网电流和所述并网参考电流，基于闭环调节机制确定出占空比；根据所述开关周期的计算规则、所述映射关系、所述直流输入电压、所述电网电压、所述并网电流和所述占空比确定出所述开关周期；根据所述开关周期和所述占空比，控制所述开关管零电压开通。

28、可选地，所述开关周期的计算规则为：

29、

30、其中，为开关周期的调整值，取值范围为大于或等于零的整数，为滤波电感的感值，，为滤波电感电流的峰值，为占空比，为直流输入电压，为电网电压，为并网参考电流，为输出电容的容值，其与压差存在映射关系。

31、可选地，所述映射关系基于下述方法确定：

32、基于高频动作的开关管两端的输出电容电压和其对应的滤波电感电流在不同开关周期下的多组波形数据，测量出不同直流输入电压和不同电网电压条件下的，并根据测量得到的计算出与其对应的输出电容的容值；

33、将所述不同直流输入电压和所述不同电网电压的差值（-）作为输入，将所述不同直流输入电压和所述不同电网电压计算出的输出电容的容值作为输出，利用多项式拟合方式，得到输出电容的容值与直流输入电压、电网电压的压差之间的映射关系。

34、本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中，提供了一种并网逆变器控制方法，首先，基于高频动作的开关管两端的输出电容电压和其对应的滤波电感电流的波形数据，确定出满足零电压开通条件的开关周期的计算规则以及输出电容的容值与直流输入电压、电网电压的压差之间的映射关系；然后，获取直流输入电压、电网电压、并网电流和并网参考电流，根据并网参考电流的极性，确定出高频动作的开关管，根据并网电流和并网参考电流，基于闭环调节机制确定出占空比；最后，根据开关周期的计算规则、映射关系、直流输入电压、电网电压、并网参考电流和占空比计算出开关周期，并根据开关周期和占空比，控制高频动作的开关管零电压开通。采用本发明的方法，实现了开关管在零电压的情况下进行开通，有效降低了由开关管开通造成的损耗。

技术特征：

1.一种并网逆变器控制方法，其特征在于，所述并网逆变器包括直流电压输入源、开关管以及并联在开关管上的体二极管和输出电容、连接于开关管/所在桥臂的滤波电感和滤波电容、连接于开关管/所在桥臂的滤波电感和滤波电容、以及电网，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述满足零电压开通条件的开关周期的开始/结束时间点为所述一组波形数据中所述滤波电感电流和所述输出电容电压同时为零的时间点。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述开关周期包括一个开关管导通阶段、一个输出电容充电阶段、一个开关管关断阶段、一个第一谐振阶段、一个体二极管钳位阶段和若干个第二谐振阶段。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述开关周期的计算规则为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤a还包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤d包括：

8.一种并网逆变器，其特征在于，所述并网逆变器包括直流电压输入源、开关管以及并联在开关管上的体二极管和输出电容、连接于开关管/所在桥臂的滤波电感和滤波电容、连接于开关管/所在桥臂的滤波电感和滤波电容、电网及控制器，所述控制器中预设满足零电压开通条件的开关周期的计算规则和输出电容的容值与直流输入电压、电网电压的压差之间的映射关系，

9.根据权利要求8所述的并网逆变器，其特征在于，所述开关周期的计算规则为：

10.根据权利要求9所述的并网逆变器，其特征在于，所述映射关系基于下述方法确定：

技术总结本发明公开了一种并网逆变器控制方法和并网逆变器，其中方法包括：基于输出电容电压和其对应的滤波电感电流的波形数据，确定出满足零电压开通条件的开关周期的计算规则以及输出电容的容值与直流输入电压、电网电压的压差之间的映射关系；根据并网参考电流的极性，确定出高频动作的开关管；根据并网电流和并网参考电流，基于闭环调节机制确定出占空比；根据开关周期的计算规则、映射关系、直流输入电压、电网电压、并网参考电流和占空比计算出开关周期；根据开关周期和占空比，控制开关管零电压开通。采用本发明的方法，实现了开关管在零电压的情况下进行开通，有效降低了由开关管开通造成的损耗。技术研发人员：仓文涛,雷健华,马辉,秦赓,郭志华,郝传统受保护的技术使用者：深圳市德兰明海新能源股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1