用于并網逆變器系統(tǒng)的控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本說明書涉及用于從直流(下文簡稱為“DC”)電源供應DC電功率至商業(yè)交流(下文簡稱為“AC”)電網的逆變器系統(tǒng)，并且更具體地，涉及具有改善的順序控制配置(下文稱為控制配置)以便即時供應商業(yè)AC電網所需的電功率的用于并網逆變器系統(tǒng)(grid tiedinverter system)的控制器。
【背景技術】
[0002]由譬如光伏能源、風能、燃料電池等等之類的各種DC能量供應源產生的用于供應的DC電壓，通過逆變器系統(tǒng)被逆變成等于電網電壓的AC電壓以便供應至電網。
[0003]相關技術的逆變器系統(tǒng)包括連接至DC能量供應源的輸出的DC-DC變換器和連接至DC-DC變換器的輸出的逆變器，用來基于由控制器產生的命令值控制輸出電流。
[0004]同樣，相關技術的逆變器系統(tǒng)通過施加最大功率點追蹤(能夠簡稱為“MPPT”)算法來調節(jié)輸入電壓命令以便根據電網負載的變化來提供最大電功率。
[0005]最近，隨著保護電網和限制產生電功率量的必要性的上升和相關規(guī)則的確立，需要控制由DC能量供應源產生的電功率位于最大電功率之下的技術。
[0006]由于相關技術的逆變器系統(tǒng)的控制器使用DC鏈路電壓(DC link voltage)輸出逆變器控制信號，其通過輸出DC-DC變換器的控制信號而產生，多個控制電路部彼此鏈接用來輸入和輸出信號，從輸入電壓開始至輸出電流。據此，用于相關技術逆變器系統(tǒng)的控制器具有的配置是多個控制電路部具有一致的配置。
[0007]因此，為了控制電功率，所需功率應當通過反復控制輸入電壓命令被查明(或確定)，順序操作多個控制電路部，并且最終提供輸出電流。
[0008]然而，相關技術的控制方法存在很多問題:由于復雜控制配置增加所需處理時間，以及由于慢響應時間(或低響應速度)而未能即時提供對應于特定電功率的輸出電流。
[0009]關于并網逆變器系統(tǒng)可以檢索到包括韓國授權專利號10-1032720在內的各種現有技術，但沒有與本發(fā)明中考慮的技術任務相關的任何技術。
【發(fā)明內容】
[0010]因此，本發(fā)明的目的是提供用于并網逆變器系統(tǒng)的具有改善的控制配置的控制器，用來實現特定電功率的即時控制。
[0011]根據本發(fā)明通過提供用于并網逆變器系統(tǒng)的控制器能夠實現該目的，逆變器系統(tǒng)包括連接至DC能量供應源的輸出端的直流(簡稱為“DC”) -DC變換器，和連接至DC-DC變換器的輸出端的逆變器，逆變器用來將從DC能量供應源施加的DC電壓逆變成交流(簡稱為“AC”)電網電壓，并將逆變后的AC電網電壓供應至電網，控制器包括:
[0012]第一控制電路部，其被配置用來輸出DC-DC變換器控制信號，用于控制DC-DC變換器；和
[0013]第二控制電路部，其被配置用來輸出逆變器控制信號，用于控制逆變器，
[0014]其中由于第一控制電路部與第二控制電路部之間信號輸入和輸出的不連接，因此第一控制電路部和第二控制電路部彼此獨立，
[0015]其中第二控制電路部包含:
[0016]輸入電壓控制電路部，其被配置用來通過輸入電壓命令來控制輸入電壓，用以輸出輸出電流命令；和
[0017]輸出電流控制電路部，其被配置用來通過由輸入電壓控制電路部輸出的輸出電流命令來控制輸出電流，用以輸出逆變器控制信號。
[0018]依照本發(fā)明的一個方面，第一控制電路部包括:DC鏈路電壓控制電路部，其被配置用來通過DC鏈路電壓命令來控制DC鏈路電壓，用以輸出輸入電流命令；和輸入電流控制電路部，其被配置用來通過輸入電流命令來控制輸入電流，用以輸出DC-DC變換器控制信號。
[0019]依照本發(fā)明的另一個方面，第一控制電路部被配置用來通過DC鏈路電壓命令來控制DC鏈路電壓，用以輸出DC-DC變換器控制信號。
[0020]依照本發(fā)明的又一個方面，第二控制電路部被配置用來通過根據期望的電功率設定的輸出電流命令來控制輸出電流，用以輸出逆變器控制信號。
[0021 ] 本申請的適用性的進一步的范圍從后文中給出的詳細描述中變得更加顯而易見。然而，應當理解，詳細描述和特定的實例，雖然示出本公開的優(yōu)選實施例，僅是通過展示的方式給出，因為本公開精神和范圍內的各種改變和修改對于所屬領域技術人員來說從詳細描述中是顯而易見的。
【附圖說明】
[0022]附圖，其被包括在內用來提供對本公開的進一步的理解，并且被合并在本說明中，以及作為本說明書的一部分，示出了示例性的實施例，并且與文字描述一起用來闡述本公開的原理。
[0023]在圖中:
[0024]圖1是依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的逆變器系統(tǒng)和用于逆變器系統(tǒng)的控制器的方框圖；
[0025]圖2是示出了根據相關技術的用于逆變器系統(tǒng)的控制器的控制配置的方框圖；
[0026]圖3是依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的控制器的第一控制電路部的配置的方框圖；
[0027]圖4是示出了依照本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例的控制器的第一控制電路部的另一個配置的方框圖；以及
[0028]圖5是示出了依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的控制器的第二控制電路部的配置的方框圖。
【具體實施方式】
[0029]參考附圖，將詳細給出本發(fā)明的技術特征的描述。
[0030]圖1是依照本發(fā)明優(yōu)選實施例的逆變器系統(tǒng)的方框圖。根據本發(fā)明的逆變器系統(tǒng)包含DC-DC變換器10、逆變器20、濾波器單元30和控制器40。
[0031]DC-DC變換器10是穩(wěn)定由各種類型DC能量供應源產生的DC電壓的部件，并且將穩(wěn)定的DC電壓升壓或變換成合適的電壓水平。圖1示例性地示出了升壓變換器，但能夠依照本發(fā)明包括在逆變器系統(tǒng)內的DC-DC變換器10不限于此。
[0032]關于圖1的DC-DC變換器10，當開關元件S5響應由控制器40提供的DC-DC變換器脈沖寬度調制(后文中簡稱為“PWM”)控制信號DC-DC PffM而導通(打開)時，根據輸入電流Iin的電能存儲在電抗器LI內。當開關元件S5關斷時，存儲在電抗器LI內的電功率源被提供至電容器C2，由此產生為恒定電壓的DC鏈路電壓Vdc。
[0033]逆變器20連接至DC-DC變換器10的輸出端，并且依照由控制器40提供的逆變器PffM控制信號(INV PffM)通過開關元件SI至S4的開關操作將從DC-DC變換器10輸出的DC鏈路電壓Vdc逆變?yōu)榈扔陔娋W電壓的AC電壓。
[0034]濾波器單元30是用于消除與逆變器20逆變的AC電源混合的諧波分量的電路。濾波器單元30包含電抗器L2和電容器C3。
[0035]控制器40包括第一控制電路部41和第二控制電路部42，以便將輸入電壓命令Vinref、輸入電流命令Iin ref、DC鏈路電壓命令Vdc ref和輸出電流命令Iinv ref分別輸出至相應的控制電路部，用于控制施加至電容器Cl的輸入電壓Vin，沿電抗器LI流動的輸入電流I in，施加至電容器C2的DC鏈路電壓Vdc，和沿電抗器L2流動的輸出電流Iinv。控制器40輸出DC-DC變換器PffM控制信號DC-DC PffM和逆變器PffM控制信號INV PWM，用于分別控制DC-DC變換器10和逆變器20的運行。
[0036]控制器40 —般根據最大功率點追蹤(MPPT)算法產生該各種控制信號，使得根據本發(fā)明的逆變器系統(tǒng)能夠根據電網負載變化而從特定的電壓和特定的電流產生最大電功率。同樣，控制器40持續(xù)改變命令值，用于搜索最大電功率點，使得根據本發(fā)明的逆變器系統(tǒng)的輸出電功率能夠追蹤最大電功率點。
[0037]第一控制電路部41被配置用來輸出DC-DC變換器PffM控制信號DC-DC PWM。第二控制電路部42被配置用來輸出逆變器PffM控制信號INV PWM。
[0038]鑒于用于根據相關技術的逆變器系統(tǒng)的控制器的控制配置，如圖2所示，輸入電壓控制電路部1、輸入電流控制電路部2、DC鏈路電壓控制電路部3和輸出電流控制電路部4彼此連接，使得信號能夠在它們之間輸入和輸出。
[0039]S卩，輸入電壓控制電路部I通過輸入電壓命令Vin ref來控制輸入電壓Vin，用來輸出輸入電流命令Iin refo輸入電流控制電路部2通過輸入電流命令Iin ref來控制輸入電流Iin，用來輸出DC-DC變換器PffM控制信號DC-DCPWM，由此控制DC-DC變換器10。
[0040]當通過控制