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1、(10)申请公布号 CN 104104248 A (43)申请公布日 2014.10.15 CN 104104248 A (21)申请号 201410277941.X (22)申请日 2014.06.20 H02M 7/42(2006.01) H02M 7/48(2007.01) H02M 3/06(2006.01) (71)申请人 郑州大学 地址 450000 河南省郑州市科学大道 100 号 (72)发明人 张宇翔 郭敏 岳学东 (74)专利代理机构 郑州中原专利事务所有限公 司 41109 代理人 霍彦伟 李想 (54) 发明名称 双电源光伏逆变器及其控制方法 (57) 摘要 本发明公开。
2、了一种双电源光伏逆变器及其控 制方法， 它由前级变换电路和后级逆变电路构成， 前级变换电路由至少一个双电源变换单元组成 ； 其中双电源变换单元由第一电容、 第二电容、 钳位 电容、 第一变换器和第二变换器组成 ； 其中， 第一 变换器为输入端连接第一电容负极， 输出端连接 第二电容正极， 公共端连接第一电容正极的负电 压 DC-DC 变换器 ； 第二变换器为输入端连接第二 电容正极， 输出端连接第一电容负极， 公共端连接 第二电容负极的 DC-DC 变换器 ； 两个直流电源分 别并联在第一电容两端和第二电容的两端。用双 电源变换单元取代现有 boost 升压器的双电源光 伏逆变器， 效率提高，。
3、 成本下降 ； 尤其再配合使用 本发明的控制方法， 可进一步提高效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 12 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图12页 (10)申请公布号 CN 104104248 A CN 104104248 A 1/2 页 2 1. 一种双电源光伏逆变器， 它由前级变换电路和后级逆变电路构成， 后级逆变电路是 三相逆变电路， 前级变换电路通过正供电线 （P） 和负供电线 （N） 为后级逆变电路供电， 其特 征在于 ： 所述的前级变换电路由至少一个双电源变换单元组成 ； 所述的双电。
4、源变换单元由 第一电容 （C1） 、 第二电容 （C2） 、 钳位电容、 第一变换器 （Cv1） 和第二变换器 （Cv2） 组成 ； 其 中， 第一变换器 （Cv1） 为负电压 DC-DC 变换器， 第一变换器 （Cv1） 的输入端连接第一电容 （C1） 的负极， 第一变换器 （Cv1） 的输出端连接第二电容 （C2） 的正极， 第一变换器 （Cv1） 的 公共端连接第一电容 （C1） 的正极并作为双电源变换单元的正输出端 ； 第二变换器 （Cv2） 为 DC-DC 变换器， 第二变换器 （Cv2） 的输入端连接第二电容 （C2） 的 正极， 第二变换器 （Cv2） 的输出端连接第一电容 （C。
5、1） 的负极， 第二变换器 （Cv2） 的公共端连 接第二电容 （C2） 的负极并作为双电源变换单元的负输出端 ； 所述钳位电容的一端连在第一电容 （C1） 的正极或负极， 钳位电容的另一端连在第二电 容 （C2） 的正极或负极 ； 双电源变换单元的正输出端连接正供电线 （P） ， 双电源变换单元的负输出端连接负供 电线 （N） ； 另外， 为前级变换电路中的每个双电源变换单元设有两个直流电源供电， 其中第一直 流电源 （S1） 并联在第一电容 （C1） 的两端， 第二直流电源 （S2） 并联在第二电容 （C2） 的两端。 2. 根据权利要求 1 所述的双电源光伏逆变器， 其特征在于 ： 所述。
6、的前级变换电路由至 少两个双电源变换单元组成， 其中每个双电源变换单元的正输出端连接至正供电线 （P） ， 每 个双电源变换单元的负输出端连接至负供电线 （N） 。 3. 根据权利要求 1 所述的双电源光伏逆变器， 其特征在于 ： 所述的第一直流电源 （S1） 和第二直流电源 （S2） 为太阳能电池提供电能的光伏电源。 4. 根据权利要求 1 所述的双电源光伏逆变器， 其特征在于 ： 所述的钳位电容为连接在 第一电容 （C1） 的正极与第二电容 （C2） 的正极之间的第四电容 （C4） 以及连接在第一电容 （C1） 的负极与第二电容 （C2） 的负极之间的第三电容 （C3） 。 5. 根据权利。
7、要求 1 所述的双电源光伏逆变器， 其特征在于 ： 所述的钳位电容为连接在 第一电容 （C1） 的负极与第二电容 （C2） 的正极之间的第五电容 （C5） 以及连接在第一电容 （C1） 的正极与第二电容 （C2） 的负极之间的第六电容 （C6） 。 6.根据权利要求1所述的双电源光伏逆变器， 其特征在于 ： 所述的第一变换器 （Cv1） 是 指标准负电压 Buck 变换器、 软开关模式负电压 Buck 变换器或者负电压双向直流变换器。 7.根据权利要求1所述的双电源光伏逆变器， 其特征在于 ： 所述的第二变换器 （Cv2） 是 指标准 Buck 变换器、 软开关模式 Buck 变换器或者双向直。
8、流变换器。 8. 一种双电源光伏逆变器控制方法， 其特征在于 ： 设后级逆变电路的瞬时输出电压处 于最高的相是 H 相， 输出电压处于最低的相是 L 相， 输出电压处于中间的相是 M 相， 且 H 相、 L 相、 M 相是不断轮换的 ； 控制方法至少含有如下步骤 ： 1) 通过测量输出电压得知即时电压最高的一相是 H 相， 电压最低的一相是 L 相， 电压 居中的一相是 M 相 ； 2) 确定三相输出电流IH， IL， IM中的两个为控制目标并确定目标值， 如果控制目标中没 权 利 要 求 书 CN 104104248 A 2 2/2 页 3 有电流 IM， 则依据 IM = -IH-IL算出。
9、电流 IM的控制目标值 ； 3) 根据输出电流的测量值和目标值确定输出电流偏差 ； 4) 依据输出电流偏差， 调节后级三相逆变电路中 M 相开关管反复开关的导通占空比， 从而控制 M 相输出电流 IM； H 相和 L 相的开关管不开关动作， H 相连接正供电线 （P） 的开关 管始终导通， L 相连接负供电线 （N） 的开关管始终导通， 同时依据输出电流偏差调节前级变 换电路的输出功率以调节 VPN， 进而控制另一个控制目标 IH或 IL； 其中， VHL表示 H 相的输出 电压与 L 相的输出电压之差 ； IH， IL， IM分别表示 H 相， L 相， M 相的输出电流， 均以流向负载 为。
10、正 ； VPN表示正供电线 （P） 与负供电线 （N） 之间的电压差。 9. 根据权利要求 8 所述的双电源光伏逆变器控制方法， 其特征在于 ： 若考虑到元器件 的非理想性， H 相的输出电压与 L 相的输出电压之差 VHL中还要加上 H 相电流流过 H 相开关 管和电感造成的电压降， 以及 L 相电流流过 L 相开关管和电感造成的电压降。 权 利 要 求 书 CN 104104248 A 3 1/7 页 4 双电源光伏逆变器及其控制方法 技术领域 0001 本发明涉及将直流电转换成交流电的电子设备逆变器。 背景技术 0002 逆变器是一种将直流电转换成交流电的电子装置， 比如太阳电池阵列发出。
11、的直流 电必须被转换成交流电才能送入电网中。 0003 通常逆变器的直流输入电压会有一定范围的变化。 比如太阳电池阵列的额定电压 和太阳电池组件的串联数有关， 考虑到组成阵列的方便性， 允许此额定电压在一定范围内 选择。实际太阳电池阵列的电压还会进一步随温度和光照有很大变化。 0004 直流输入电压的变化会对逆变电路造成不好的影响， 使逆变电路的成本和损耗都 增加。 为降低逆变电路的成本和损耗， 部分逆变器选择两级结构 ： 逆变器由前级升压变换电 路和后级逆变电路构成。经前级升压变换电路的调压， 后级逆变电路总是工作在较好的输 入直流电压下， 其成本和损耗都较无前级变换电路的逆变电路低， 但现。
12、有前级升压变换电 路额外增加的成本和损耗往往更多。 0005 大型单级结构三相光伏逆变器的另一个缺点是场地适应性差， 所配太阳电池阵列 必须全部整齐划一地排列在一个平面上， 无法利用山坡等场地。 即使如此， 太阳电池本身的 不均衡仍会造成一定的失配损失。为减小失配损失和增加场地适应性， 目前一些前级变换 电路采用多路独立的 boost 升压器并联方案， 它们的输出并联后给后级逆变电路供电。更 进一步， 还有产品把前级变换电路中的各独立 boost 升压器分别装在各自机壳中， 成为分 离式的两级光伏逆变器， 前级的每路 boost 升压器可以更接近光伏阵列安装。 0006 有前级变换电路的两级逆。
13、变器虽然有其优点， 但目前商品化的大型三相光伏逆变 器还是以单级三相逆变结构的居多。这主要是由于， 在现有前级变换电路和现有控制方法 下， 两级逆变器的成本和损耗均比单级三相逆变器高出不少。 发明内容 0007 本发明的目的有二 ： 其一， 在两级三相逆变器中， 用性能更好的由双电源变换单元 组成的前级变换电路， 取代现有前级变换电路， 构成本发明的双电源光伏逆变器。具体是 ： 用单一双电源变换单元结构取代单一 boost 升压变换器结构 ； 用多路独立双电源变换单元 并联结构取代多路独立 boost 升压变换器并联结构 ； 其二， 将新的控制方法用于两级三相 逆变器中， 使两级三相逆变器的性。
14、能提升。尤其在配合本发明的双电源光伏逆变器硬件使 用的情况下， 两级三相逆变器的损耗和成本可低于单级三相逆变器。 此外， 两级逆变器原有 的优点仍然保留， 所以， 本发明提出的双电源光伏逆变器就有了较强的竞争力。 0008 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案 ： 一种双电源光伏逆变器， 它由前级变换电路和后级逆变电路构成， 后级逆变电路是三 相逆变电路， 前级变换电路通过正供电线和负供电线为后级逆变电路供电， 所述的前级变 换电路由至少一个双电源变换单元组成 ； 所述的双电源变换单元由第一电容、 第二电容、 钳 说 明 书 CN 104104248 A 4 2/7 页 5 位电容、 第一。
15、变换器和第二变换器组成 ； 其中， 第一变换器为负电压 DC-DC 变换器， 第一变换器的输入端连接第一电容的负极， 第一 变换器的输出端连接第二电容的正极， 第一变换器的公共端连接第一电容的正极并作为双 电源变换单元的正输出端 ； 第二变换器为 DC-DC 变换器， 第二变换器的输入端连接第二电容的正极， 第二变换器 的输出端连接第一电容的负极， 第二变换器的公共端连接第二电容的负极并作为双电源变 换单元的负输出端 ； 所述钳位电容的一端连在第一电容的正极或负极， 钳位电容的另一端连在第二电容的 正极或负极 ； 双电源变换单元的正输出端连接正供电线， 双电源变换单元的负输出端连接负供电 线 。
16、； 另外， 为前级变换电路中的每个双电源变换单元设有两个直流电源供电， 其中第一直 流电源并联在第一电容的两端， 第二直流电源并联在第二电容的两端。 0009 所述的前级变换电路由至少两个双电源变换单元组成， 其中每个双电源变换单元 的正输出端连接至正供电线， 每个双电源变换单元的负输出端连接至负供电线。 0010 第一直流电源和第二直流电源为太阳能电池提供电能的光伏电源。 0011 钳位电容为连接在第一电容的正极与第二电容的正极之间的第四电容以及连接 在第一电容的负极与第二电容的负极之间的第三电容。 0012 所述的钳位电容为连接在第一电容的负极与第二电容的正极之间的第五电容以 及连接在第一。
17、电容的正极与第二电容的负极之间的第六电容。 0013 所述的第一变换器指标准负电压 Buck 变换器、 软开关模式负电压 Buck 变换器或 者负电压双向直流变换器。 0014 所述的第二变换器是指标准 Buck 变换器、 软开关模式 Buck 变换器或者双向直流 变换器。 0015 一种双电源光伏逆变器控制方法， 设后级逆变电路的瞬时输出电压处于最高的相 是 H 相， 输出电压处于最低的相是 L 相， 输出电压处于中间的相是 M 相， 且 H 相、 L 相、 M 相是 不断轮换的 ； 控制方法至少含有如下步骤 ： 1) 通过测量输出电压得知即时电压最高的一相是 H 相， 电压最低的一相是 L。
18、 相， 电压 居中的一相是 M 相 ； 2) 确定三相输出电流IH， IL， IM中的两个为控制目标并确定目标值， 如果控制目标中没 有电流 IM， 则依据 IM = -IH-IL算出电流 IM的控制目标值 ； 3) 根据输出电流的测量值和目标值确定输出电流偏差 ； 4) 依据输出电流偏差， 调节后级三相逆变电路中 M 相开关管反复开关的导通占空比， 从而控制 M 相输出电流 IM； H 相和 L 相的开关管不开关动作， H 相连接正供电线的开关管始 终导通， L 相连接负供电线的开关管始终导通， 同时依据输出电流偏差调节前级变换电路的 输出功率以调节 VPN， 进而控制另一个控制目标 IH或。
19、 IL。 0016 其中， VHL表示 H 相的输出电压与 L 相的输出电压之差 ； IH， IL， IM分别表示 H 相， L 相， M 相的输出电流， 均以流向负载为正 ； VPN表示正供电线与负供电线之间的电压差。 说 明 书 CN 104104248 A 5 3/7 页 6 0017 若考虑到元器件的非理想性， H 相的输出电压与 L 相的输出电压之差 VHL中还要加 上 H 相电流流过 H 相开关管和电感造成的电压降， 以及 L 相电流流过 L 相开关管和电感造 成的电压降。 0018 采用上述技术方案的本发明， 具有以下优点 ： （1） 本发明的前级变换电路中的双电源变换单元的性能。
20、优于现有前级变换电路中传统 boost 变换器。成本方面 ： 在 boost 变换器升压一倍的条件下， 双电源变换单元的所变换 的电流只有 boost 变换器的 1/2， 这意味着变换器中所用电感器的成本和体积可以减少约 1/2， 构成变换器 Cv1 和 Cv2 的半导体器件的电流等级也较小， 成本就较低。效率方面 ： 由 于电流小， 加上功率开关管关断时的电压也小于 boost 变换器方案， 以及电感器的损耗减 小约 1/2， 因此效率可以明显提升。本发明提出的双电源光伏逆变器应用在前级变换电路 + 三相逆变电路 + 三相工频变压器模式的时候， 效率可以达到业界顶级水平， 而成本还可有 所下。
21、降。 0019 （2） 普通两级逆变器总是控制前级变换电路的功率使 VPNVHL， 这样就必须靠 H 相 或 L 相的开关管高频开关来控制输出电流 IH或 IL。正常逆变时功率因数接近于 1， 电压高 的相， 其电流也大， 相应地 H 相或 L 相的开关管开关损耗也大。使用本发明的控制方法时， H 相及 L 相的开关管不动作， 自然开关损耗大幅降低。尤其是本发明提出的控制方法应用在 双电源前级变换电路 + 三相逆变电路 + 三相工频变压器形式的并网逆变器的时候， 效率可 以达到业界顶级水平。 附图说明 0020 图 1 为带有前级 boost 升压器的三相逆变器。 0021 图 2 为带有前级。
22、多路独立 boost 升压器并联的三相逆变器。 0022 图 3 为本发明中使用双电源的光伏逆变器。 0023 图 4 为本发明中使用多路独立双电源变换单元并联的光伏逆变器。 0024 图 5 为双电源变换单元采用第三电容和第四电容作为钳位电容的实施例。 0025 图 6 为在图 5 中增加第五电容的实施例。 0026 图 7 为双电源变换单元采用第五电容和第六电容作为钳位电容的实施例。 0027 图 8 为标准 Buck 变换器和标准负电压 Buck 变换器。 0028 图 9 为软开关 DC-DC 变换器的一种 ： 改进型 ZVT 软开关 Buck 变换器及其负电压形 式的电路。 0029。
23、 图 10 为最简单的双向直流变换器 ： 半桥式双向直流变换器及其负电压形式的电 路。 0030 图 11 为后接工频三相变压器的双电源光伏逆变器。 0031 图 12 为双电源光伏逆变器实施例。 0032 图 13 为本发明中实施例 2 的流程图。 具体实施方式 0033 实施例 1 如图 3 所示， 一种双电源光伏逆变器， 它由前级变换电路和后级逆变电路构成， 前级变 说 明 书 CN 104104248 A 6 4/7 页 7 换电路通过正供电线 P 和负供电线 N 为后级逆变电路供电， 前级变换电路将电压变换范围 很大的太阳电池阵列电压变换成恰当的适于后级使用的电压。 后级逆变电路是三。
24、相逆变电 路。 0034 上述的前级变换电路由一个双电源变换单元组成， 或者前级变换电路由至少两个 双电源变换单元组成， 如图 3 图 4 所示， 其中每个双电源变换单元 DSC 的输出端相互并联后 连接至后级逆变电路的正供电线P和负供电线N。 如图3所示， 每个双电源变换单元由第一 电容 C1、 第二电容 C2、 钳位电容、 第一变换器 Cv1 和第二变换器 Cv2 组成 ； 其中， 第一变换器 Cv1 为负电压形式 DC-DC 变换器， 第一变换器 Cv1 的输入端连接第一电容 C1 的负极， 第一变换器 Cv1 的输出端连接第二电容 C2 的正极， 第一变换器 Cv1 的公共端连 接第一。
25、电容 C1 的正极并作为双电源变换单元的正输出端 ； 第二变换器 Cv2 为 DC-DC 变换器， 第二变换器 Cv2 的输入端连接第二电容 C2 的正极， 第二变换器 Cv2 的输出端连接第一电容 C1 的负极， 第二变换器 Cv2 的公共端连接第二电容 C2 的负极并作为双电源变换单元的负输出端 ； 所述钳位电容的一端连在第一电容 C1 的正极或负极， 钳位电容的另一端连在第二电 容 C2 的正极或负极。另外， 设有两个直流电源供电， 其中第一直流电源 S1 并联在第一电容 C1的两端， 第二直流电源S2并联在第二电容C2的两端， 上述的直流电源为太阳能电池提供 电能的光伏电源。 0035。
26、 其中， 钳位电容为并联在第一变换器Cv1输出端口的第四电容C4和并联在第二变 换器 Cv2 输出端口的第三电容 C3。在这种情况下， 上述的前级变换电路由第一电容 C1、 第 二电容 C2、 第三电容 C3、 第四电容 C4、 第一变换器 Cv1 和第二变换器 Cv2 组成。第一电容 C1 的负极与第三电容 C3 的正极相连， 第二电容 C2 的正极与第四电容 C4 的负极相连， 第一 电容 C1 的正极与第四电容 C4 的正极相连并连接至正供电线 P， 第二电容 C2 的负极和第三 电容 C3 的负极相连并连接至负供电线 N。第一变换器 Cv1 的输入端连接第一电容 C1 的负 极， 第一。
27、变换器 Cv1 的输出端连接第四电容 C4 的负极， 第一变换器 Cv1 的公共端连接第四 电容 C4 的正极。第二变换器 Cv2 的输入端连接第二电容 C2 的正极， 第二变换器 Cv2 的输 出端连接第三电容 C3 的正极， 第二变换器 Cv2 的公共端连接第三电容 C3 的负极。 0036 双电源变换单元中的第三电容 C3 和第四电容 C4 的作用是使第一直流电源 S1 和 第二直流电源 S2 之间的电位相对稳定。起到同样的作用的电容也可接在其它位置， 只要钳 位电容的一端连在第一电容 C1 的正极或负极， 钳位电容的另一端连在第二电容 C2 的正极 或负极即可， 共有四种连接方式 ： 。
28、连接在第一电容C1的负极与第二电容C2的负极之间的第 三电容 C3， 连接在第一电容 C1 的正极与第二电容 C2 的正极之间的第四电容 C4， 连接在第 一电容C1的负极与第二电容C2的正极之间的第五电容C5， 连接在第一电容C1的正极与第 二电容 C2 的负极之间的第六电容 C6。 0037 可以使用电容 C3、 C4、 C5、 C6 中的一到四个作为钳位电容， 对电路特性没有实质影 响， 比如 ： 如图 5， 使用第三电容 C3 及第四电容 C4 作为钳位电容 ； 如图 6， 使用第五电容 C5、 第三电容 C3 及第四电容 C4 作为钳位电容 ； 如图 7， 使用第五电容 C5 及第六。
29、电容 C6 作为钳位电容。 0038 上述的第二变换器 Cv2 是具有输入端、 输出端和公共端三个外部连接端点的 说 明 书 CN 104104248 A 7 5/7 页 8 DC-DC 变换器， 其中输入端和公共端构成电能输入端口， 输出端和公共端构成电能输出端 口。有很多种电路可以用作第二变换器 Cv2， 比如 ： (1) 标准 Buck 变换器， 这是最简单最常用的降压变换器 ； (2) 各种软开关模式 Buck 变换器， 这是一类在标准 Buck 变换器基础上加上软开关电 路的变换器， 可以减少开关损耗 ； (3) 双向直流变换器， 这是一类电能可在输入端口和输出端口之间双向流动的直流。
30、变 换器， 使用这种变换器不仅可以实现电能从第二电容 C2 两端到第一电容 C1 负极和第二电 容 C2 负极之间的 DC-DC 降压变换， 也可实现电能从第一电容 C1 负极和第二电容 C2 负极之 间到第二电容 C2 两端的 DC-DC 升压变换。如果双电源变换单元用于某些设备， 比如带有电 网功率因数调节功能的光伏逆变器， 则需要电能双向流动的能力。 0039 上述的第一变换器 Cv1 是具有输入端、 输出端和公共端三个外部连接端点的负电 压 DC-DC 变换器， 其中输入端和公共端构成电能输入端口， 输出端和公共端构成电能输出 端口。所谓负电压 DC-DC 变换器是指其输入端电压和输出。
31、端电压都小于其公共端电压的 直流变换器。由任何一种正电压 DC-DC 变换器的电路图， 都可以对称地画出它的负电压形 式变换器电路图， 因此， 和第二变换器 Cv2 一样， 有很多种电路可以用作第一变换器 Cv1， 比 如 ： (1) 标准负电压 Buck 变换器 ； (2) 各种软开关模式负电压 Buck 变换器 ； 这是一类在标准负电压形式 Buck 变换器基 础上加上软开关电路的变换器， 可以减少开关损耗 ； (3) 负电压形式的双向直流变换器， 这是一类电能可在输入端口和输出端口之间双向 流动的直流变换器， 使用这种变换器不仅可以实现电能从第一电容 C1 两端变换到第二电 容 C2 正。
32、极和第一电容 C1 正极之间的 DC-DC 负电压降压变换， 也可实现电能从第二电容 C2 正极和第一电容 C1 正极之间到第一电容 C1 两端的 DC-DC 负电压升压变换。如果双电源变 换单元用于某些设备， 比如带有电网功率因数调节功能的光伏逆变器， 则需要电能双向流 动的能力。 0040 由于负电压 Buck 变换器和正电压 boost 变换器电路结构一样， 正电压 Buck 变换 器和负电压 boost 变换器电路结构一样， 在电路结构不变的情况下可以对电路有不同的解 释， 其中第一变换器Cv1可被解释为输入端接第二电容C2正极、 公共端接第一电容负极、 输 出端接第一电容正极的正电压。
33、变换器 ； 第二变换器Cv2可被解释为输入端接第一电容C2负 极、 公共端接第二电容正极、 输出端接第二电容负极的负电压变换器。 0041 本发明所给出的双电源光伏逆变器最好能输出较高的电压， 比如 550 伏的三相有 效值电压， 对于三相 380V 并网应用， 再后接一个降压型工频三相变压器隔离并网， 对于三 相 10kV 中压并网应用， 当然要后接一个升压型工频三相变压器隔离并网。如图 12， 所用后 级逆变电路是标准三相桥逆变电路， 标准三相桥逆变电路的输出端接工频三相变压器的输 入端。 0042 要使本发明所给出的双电源光伏逆变器电路达到最佳转换效率， 还要有合适的控 制方法， 最好将。
34、本发明给出的控制方法应用于双电源光伏逆变器。 0043 实施例 2 前级变换电路的作用是将一定范围的输入电压变换成适当的电压 VPN， VPN表示正供电 说 明 书 CN 104104248 A 8 6/7 页 9 线 P 和负供电线 N 的电压差， 这属于 DC-DC 的变换。完成 DC-DC 变换的电路多种多样， 比较 适于在两级逆变器中使用的有 boost 升压变换器、 实施例 1 中双电源前级变换电路等。 0044 设后级逆变电路的瞬时输出电压处于最高的相是 H 相， 输出电压处于最低的相是 L 相， 输出电压处于中间的相是 M 相。当然， H 相、 L 相、 M 相是不断轮换的。 0。
35、045 正常情况下， 逆变器输出的功率因数接近于 1， H 相或 L 相的电流绝对值最大， M 相 的电流绝对值最小。如果 H 相和 L 相的开关管不开关动作， 就可以减少大部分的开关损耗。 通常控制一相的电流的方法是， 该相的开关管高频率地反复通断， 并通过调节一个开关周 期中开关管导通的时间比来控制， 也就是由该相开关管的导通占空比控制。 0046 设 VHL表示 H 相的输出电压与 L 相的输出电压之差 ； IH， IL， IM分别表示 H 相， L 相， M 相的输出电流， 均以流向负载为正。 0047 在三相三线系统中， 三相输出电流之和 (IH+IL+IM)=0， 因此输出电流控制。
36、目标只能 是三相输出电流中的两个， 如果这两个控制目标中没有 IM， 可由公式 (IH+IL+IM)=0 算出 IM。 IM由 M 相开关管反复通断时的导通占空比控制， 而 IH或 IL通过调节电压 VPN控制， H 相和 L 相的开关管不开关动作， 直到它们变成 M 相。 0048 VPN由前级变换电路的输出功率调节。加大前级变换电路的输出功率， 就可以增大 前级变换电路输出电流， 使正供电线 P 和负供电线 N 之间的等效电容 CPN被更快充电， 引起 VPN升高 ； 反之， 减小前级变换电路的输出功率， 引起 VPN降低。为实现对逆变器输出电流有 实用价值的快速控制， CPN不能像普通逆。
37、变器那样取很大的电容值， 而是必须足够小， 才能使 VPN快速变化。 0049 设 M 相一个开关周期 TS时刻后各相电流 IH、 IL、 IM的变化分别是 IH、 IL、 IM， H 相和 L 相的开关管不开关动作， 且 H 相连接正供电线 P 的开关管始终导通， L 相连接负供 电线 N 的开关管始终导通， 则 ： IH + IM/2 = (VPN-VHL)TS/2L .(1) IL + IM/2 = -(VPN-VHL)TS/2L .(2) 其中 L 是三相逆变桥各相后接的滤波器的等效电感值。 0050 由此可知， H 相和 L 相的开关管不开关动作， 仅通过调节 VPN也能控制 IH或。
38、 IL， 而 不是像现有控制方法那样靠 H 相或 L 相的开关管反复通断时的导通占空比控制。 0051 现有靠 H 相或 L 相的开关管反复通断控制电流的方法， 要求始终 VPNVHL， 通过调节 VPN控制 IH或 IL的方法， 要求时而 VPNVHL， 时而 VPNVHL。并且由 (1) 和 (2) 式可知， VPN和 VHL 的差别越大， 输出电流的变化越快。因此， (1) 和 (2) 式可以作为调节 VPN的参考依据。 0052 但 VPN要调到多大合适， 这是由调节算法决定的。反馈调节的一般过程是 ： 由输出 偏差通过某种算法计算出调节量。对应这里就是 ： 由输出电流的实测值及目标值。
39、得到输出 电流偏差， 由输出电流偏差用某种算法计算出VPN应调到多大。 有各种各样的成熟调节算法 可供选用， 这些算法各具特点， 有的能最快达到目标值， 有的过冲最小， 有的稳定性最好等 等， 因此， 输出电流偏差和 VPN之间并没有单一的对应关系。 0053 如图 13 所示， 一种双电源光伏逆变器控制方法， 设后级逆变电路的瞬时输出电压 处于最高的相是 H 相， 输出电压处于最低的相是 L 相， 输出电压处于中间的相是 M 相， 且 H 相、 L 相、 M 相是不断轮换的 ； 控制方法至少含有如下步骤 ： 说 明 书 CN 104104248 A 9 7/7 页 10 1) 通过测量输出电。
40、压得知即时电压最高的一相是 H 相， 电压最低的一相是 L 相， 电压 居中的一相是 M 相 ； 2) 确定三相输出电流IH， IL， IM中的两个为控制目标并确定目标值， 如果控制目标中没 有电流 IM， 则依据 IM = -IH-IL算出电流 IM的控制目标值 ； 3) 根据输出电流的测量值和目标值确定输出电流偏差， 利用算法， 根据电流偏差进行 控制 ； 4) 依据输出电流偏差， 调节后级三相逆变电路中 M 相开关管反复开关的导通占空比， 从而控制 M 相输出电流 IM； H 相和 L 相的开关管不开关动作， H 相连接正供电线 P 的开关 管始终导通， L 相连接负供电线 N 的开关管。
41、始终导通 ； 同时依据输出电流偏差调节前级变换 电路的输出功率以调节 VPN， 进而控制另一个控制目标 IH或 IL。 0054 其中， VHL表示 H 相的输出电压与 L 相的输出电压之差 ； IH， IL， IM分别表示 H 相， L 相， M 相的输出电流， 均以流向负载为正 ； VPN表示后级逆变三相桥的正供电线 P 和负供电线 N 的电压差。 0055 若考虑到元器件的非理想性， H 相的输出电压与 L 相的输出电压之差 VHL中还要加 上 H 相电流流过 H 相开关管和电感造成的电压降， 以及 L 相电流流过 L 相开关管和电感造 成的电压降。 说 明 书 CN 104104248。
42、 A 10 1/12 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 11 2/12 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 12 3/12 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 13 4/12 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 14 5/12 页 15 图 5 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 15 6/12 页 16 图 6 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 16 7/12 页 17 图 7 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 17 8/12 页 18 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 18 9/12 页 19 图 10 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 19 10/12 页 20 图 11 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 20 11/12 页 21 图 12 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 21 12/12 页 22 图 13 说 明 书 附 图 CN 104104248 A 22 。