一種模塊化并網逆變器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力電子技術，更具體的說，涉及一種模塊化并網逆變器。
【背景技術】
[0002]并網逆變器廣泛用于新能源發(fā)電等領域。對于并網逆變器系統(tǒng)，效率高，可靠性好是重要的衡量指標。模塊化并網逆變器在寬負載范圍均可實現(xiàn)高效變換，其中一個模塊故障不影響整機的運行，具有良好的可靠性，且易于維護。圖1為一種模塊化并網逆變器的系統(tǒng)結構圖。該逆變器包括一個中央控制器和N個并網逆變器模塊。所有模塊的輸入側均為直流母線，輸出側均為交流電網。中央控制器通過通訊總線與各個模塊內部的模塊控制器實現(xiàn)信息交流。
[0003]針對模塊化并網逆變器，目前現(xiàn)有技術中主要有兩種控制方案:一種控制方案將其中一個模塊作為主模塊，母線電壓控制環(huán)由主模塊實現(xiàn)，輸出用于產生并網電流控制環(huán)的電流給定值，同時主模塊將母線電壓控制環(huán)的輸出值通過通訊總線傳送給其它從模塊。從模塊僅執(zhí)行并網電流控制環(huán)并根據主模塊傳送的輸出值產生與主模塊相同的并網電流控制環(huán)的電流給定值。該方案主模塊與從模塊地位不均等，一旦主模塊故障會影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；另一種控制方案中母線電壓控制環(huán)由中央控制器執(zhí)行，并將母線電壓控制環(huán)的輸出傳送給所有模塊。各個模塊僅執(zhí)行單一的并網電流控制環(huán)，并網電流控制環(huán)的電流給定值根據接收到的母線電壓控制環(huán)的輸出值產生。該控制方案實現(xiàn)了各個模塊的地位均等，任何一個模塊故障均不影響系統(tǒng)的運行。然而通訊總線傳輸?shù)乃俾蕰绊懴到y(tǒng)的控制性能，當功率大幅波動時，母線電壓的波動較大。
【發(fā)明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題在于，針對上述的模塊化并網逆變器現(xiàn)有控制方案的缺陷，提供一種適用于模塊化并網逆變器的實現(xiàn)各個模塊地位均等，降低通訊速率對系統(tǒng)產生的不良影響的控制方法。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種模塊化并網逆變器，該模塊化并網逆變器包括中央控制器，模塊控制器和控制部分，所述的中央控制器和所述的模塊控制器之間通過通訊總線連接，傳遞控制信息和運行狀態(tài)信息，所述的控制部分包括:
[0006]系統(tǒng)電壓控制環(huán)單元，由中央控制器實現(xiàn)，用于根據直流母線電壓給定值與中央控制器的直流母線電壓采樣值的差產生系統(tǒng)并網電流給定值，并將直流母線電壓給定值與系統(tǒng)并網電流給定值通過通訊總線傳送給各個并網逆變器模塊；
[0007]模塊電壓控制環(huán)單元，由模塊控制器實現(xiàn)，用于根據中央控制器傳送的直流母線電壓給定值與模塊的直流母線電壓采樣值的差產生模塊并網電流給定值；
[0008]并網電流給定產生單元，由模塊控制器實現(xiàn)，用于根據模塊并網電流給定值和中央控制器傳送的系統(tǒng)并網電流給定值產生最終的并網電流給定值；
[0009]在本實用新型所述的模塊化并網逆變器中，所述的系統(tǒng)電壓控制環(huán)單元包括:
[0010]第一加法器，用于產生直流母線電壓給定值與中央控制器的直流母線電壓采樣值的差；
[0011]第一比例積分控制器，用于通過比例積分方式，根據直流母線電壓給定值與中央控制器的直流母線電壓采樣值的差產生系統(tǒng)并網電流給定值。
[0012]在本實用新型所述的模塊化并網逆變器中，所述的模塊電壓控制環(huán)單元包括:
[0013]第二加法器，用于產生直流母線電壓給定值與模塊的直流母線電壓采樣值的差；
[0014]第二比例控制器，用于通過比例方式，根據直流母線電壓給定值與模塊的直流母線電壓采樣值的差產生模塊并網電流給定值。
[0015]在本實用新型所述的模塊化并網逆變器中，所述的模塊電壓控制環(huán)單元包括:
[0016]第二加法器，用于產生直流母線電壓給定值與模塊的直流母線電壓采樣值的差；
[0017]第二比例控制器，用于通過比例方式，根據直流母線電壓給定值與模塊的直流母線電壓采樣值的差產生模塊并網電流給定值的比例輸出部分；
[0018]第二積分控制器，用于通過積分方式，根據直流母線電壓給定值與模塊的直流母線電壓采樣值的差產生模塊并網電流給定值的衰減前的積分輸出部分；
[0019]積分輸出衰減器，用于將模塊并網電流給定值衰減前的積分輸出部分進行衰減產生衰減后的模塊并網電流給定值的積分輸出部分，無論衰減前是正值或者負值，經過一段時間，都衰減至O ;
[0020]第三加法器，用于根據模塊并網電流給定值的比例輸出部分和積分輸出部分產生模塊并網電流給定值。
[0021]在本實用新型所述的模塊化并網逆變器中，所述的并網電流給定產生單元由第四加法器構成，將模塊并網電流給定值和中央控制器傳送的系統(tǒng)并網電流給定值相加產生最終的并網電流給定值。
[0022]實施本實用新型的技術方案，中央控制器根據直流母線電壓給定值與中央控制器的直流母線電壓采樣值的差，通過系統(tǒng)電壓控制環(huán)的控制可得到系統(tǒng)并網電流給定值，并將系統(tǒng)并網電流給定值和直流母線電壓給定值通過通訊總線傳送給各個并網逆變器模塊，并網逆變器模塊根據中央控制器傳送的直流母線電壓給定值和并網逆變器模塊的直流母線電壓采樣值的差，通過模塊電壓控制環(huán)的控制可得到模塊并網電流給定值，將模塊并網電流給定值與中央控制器傳送的系統(tǒng)并網電流給定值疊加可得到最終的并網電流給定值，通過處理作為后級模塊并網電流控制環(huán)的電流給定值，根據所得到的并網電流給定值和模塊并網電流采樣值，通過模塊并網電流控制環(huán)的控制可得到控制信號，該控制信號通過觸發(fā)脈沖產生單元生成合適的觸發(fā)脈沖控制逆變器的開關管，實現(xiàn)并網電流的控制。
[0023]本實用新型的優(yōu)點是:存在中央控制器的系統(tǒng)電壓控制環(huán)和并網逆變器模塊的模塊電壓控制環(huán)，雙電壓控制環(huán)相互配合，保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的運行性能，改善了系統(tǒng)的動態(tài)控制性能，降低了通訊總線對系統(tǒng)控制性能的不良影響，當功率劇烈變化時，大幅減小了直流母線電壓的波動。
【附圖說明】
[0024]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0025]圖1是本實用新型的模塊化并網逆變器的系統(tǒng)結構圖；
[0026]圖2是本實用新型的模塊化并網逆變器的雙電壓環(huán)控制方法實施例的流程圖；
[0027]圖3是圖2中步驟S102優(yōu)選實施例的流程圖；
[0028]圖4是本實用新型的模塊化并網逆變器的控制部分實施例的邏輯圖；
[0029]圖5是本實用新型的模塊化并網逆變器的控制部分實施例一的控制框圖；
[0030]圖6是本實用新型的模塊化并網逆變器的控制部分實施例二的控制框圖；
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖進一步說明本實用新型。
[0032]首先說明的是，模塊化并網逆變器包括中央控制器，模塊控制器和控制部分，所述的中央控制器和所述的模塊控制器之間通過通訊總線連接，傳遞控制信息和運行狀態(tài)信息，所述的控制部分中，中央控制器根據直流母線電壓采樣值和直流母線電壓給定值通過系統(tǒng)電壓控制環(huán)產生系統(tǒng)并網電流給定值，并將所述直流母線電壓給定值和系統(tǒng)并網電流給定值通過通訊總線傳送給各個并網逆變器模塊，并網逆變器模塊根據模塊直流母線電壓采樣值和中央控制器傳送的直流母線電壓給定值通過模塊電壓控制環(huán)產生模塊并網電流給定值，并結合中央控制器傳送的系統(tǒng)并網電流給定值，產生最終的并網電流給定值，所述的系統(tǒng)電壓控制環(huán)和模塊電壓控制環(huán)相互配合，實現(xiàn)雙電壓環(huán)控制，保持了模塊化并網逆變器良好的穩(wěn)態(tài)性能，并改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能，降低通訊總線對系統(tǒng)動態(tài)性能的不良影響，使得系統(tǒng)輸入功率劇烈變化時，直流母線的電壓波動大幅減小。
[0033]如圖2所示，在本實用新型模塊化并網逆變器的雙電壓環(huán)控制方法實施例的流程圖中，該雙電壓環(huán)控制方法包括:
[0034]S101.中央控制器根據直流母線電壓采樣值和直流母線電壓給定值通過系統(tǒng)電壓控制環(huán)產生系統(tǒng)并網電流給定值，并將直流母線電壓給定值和系統(tǒng)并網電流給定值通過通訊總線傳送給各個并網逆變器模塊；
[0035]S102.并網逆變器模塊根據模塊直流母線電壓采樣值和中央控制器傳送的直流母線電壓給定值通過模塊電壓控制環(huán)產生模塊并網電流給定值，并結合中央控制器傳送的系統(tǒng)并網電流給定值，產生最終的并網電流給定值。
[0036]優(yōu)選地，在該實施例的步驟SlOl中，通過比例積分的方式，根據直流母線電壓給定值與中央控制器的直流母線電壓采樣值的差產生系統(tǒng)并網電流給定值，并將直流母線電壓給定值和系統(tǒng)并網電流給定值通過通訊總線傳送給各個并網逆變器模塊。
[0037]優(yōu)選地，如圖3所示，該實施例的步驟S102可包括以下步驟:
[0038]S1021.通過比例或者比例積分的方式，根據中央控制器傳送的直流母線電壓給定值與模塊直流母線電壓采樣值的差產生模塊并網電流給