本發(fā)明專利技術(shù)涉及并網(wǎng)逆變器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置和控制方法。所述啟動裝置包括一啟動開關(guān)，一啟動電阻，一運行開關(guān)，一控制器，一手動按鈕。本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種控制所述啟動裝置的方法，采用所述啟動裝置和控制方法，可以使單相并網(wǎng)逆變器的直流電壓緩慢上升到工作電壓而避免過沖損壞；并可在啟動電阻電流完全降為零后才開始工作，避免了啟動電阻功耗和發(fā)熱過大；可以使得所述并網(wǎng)逆變器產(chǎn)生的交流正弦電流能直接從電網(wǎng)電壓過零點開始輸出，完全無沖擊，避免了對并網(wǎng)逆變器自身造成損壞或影響單相交流電網(wǎng)正常工作。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及并網(wǎng)逆變器
，特別涉及一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置和控 制方法。
技術(shù)介紹
近年來，隨著環(huán)境污染的日益加劇和化石能源的不斷緊缺，可再生能源由于具有 清潔安全、無污染、可再生等優(yōu)點而越來越受到人們的關(guān)注，并網(wǎng)逆變器的應(yīng)用也越來越廣 泛。并網(wǎng)逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為工頻交流電，直接與電網(wǎng)連接并向電網(wǎng)輸送電能的一種 裝置，可應(yīng)用在太陽能、燃料電池、電池儲能等多種分布式發(fā)電系統(tǒng)中。 此外，隨著隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中的諧波和不對稱日趨嚴(yán)重， 并網(wǎng)逆變器也可應(yīng)用在有源電力濾波、無功電壓補(bǔ)償、有源電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)等多種場合，來補(bǔ) 償電力系統(tǒng)中的諧波和不對稱。 由于并網(wǎng)逆變器輸出端通過電感與電網(wǎng)相連，阻抗非常低，而電網(wǎng)電壓較高，根據(jù) i=Ldv/dt，啟動時容易在逆變器輸出端產(chǎn)生較大的電流沖擊。在局部單相小電網(wǎng)中，啟動電 流沖擊不僅容易誤觸發(fā)保護(hù)動作導(dǎo)致逆變器啟動失敗，可能損壞并網(wǎng)逆變器內(nèi)部元器件， 嚴(yán)重時甚至?xí)绊憜蜗嘈‰娋W(wǎng)內(nèi)的電能質(zhì)量。 因此，在不增加系統(tǒng)成本的情況下，有必要設(shè)計一種用于單相逆變器的啟動裝置 和控制方法，以降低逆變器啟動電流沖擊。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的并網(wǎng)逆變器與交流電網(wǎng)并網(wǎng)時所存在的上述缺陷，本專利技術(shù)提供 了。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下： 一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置，包括一啟動開關(guān)，一啟動電阻，一運行開關(guān)，一控制 器，一手動按鈕，所述啟動開關(guān)與啟動電阻相互串聯(lián)后，與運行開關(guān)相并聯(lián)；所述運行開關(guān) 連接于單相交流電網(wǎng)和所述并網(wǎng)逆變器之間；所述控制器包括一第一輸入端、一第二輸入 端、一第一輸出端、一第二輸出端、一第三輸出端和一第四輸出端，所述第一輸入端用于接 收和檢測所述逆變器的電氣信號，所述第二輸入端用于接收和檢測所述手動按鈕的信號， 所述第一輸出端用于發(fā)送第一控制信號以閉合或斷開啟動開關(guān)，所述第二輸出端用于發(fā)送 第二控制信號以閉合或斷開運行開關(guān)，所述第三輸出端用于發(fā)送第三控制信號以控制并網(wǎng) 逆變器的數(shù)字比例積分調(diào)節(jié)器，所述第四輸出端用于發(fā)送第四控制信號以控制并網(wǎng)逆變器 的開關(guān)驅(qū)動信號。 針對一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置，提出了一種啟動裝置的控制方法，包括： 控制器通過第一輸入端檢測所述并網(wǎng)逆變器的直流電壓，以及單相交流電網(wǎng)的交流 電壓、頻率、相位和過零點； 當(dāng)所述直流電壓超過直流電壓閾值，且所述交流電壓和頻率在正常范圍內(nèi)時，控制器 通過第二輸入端檢測所述手動按鈕的開關(guān)信號； 當(dāng)檢測到所述手動按鈕的開關(guān)信號為閉合狀態(tài)時，控制器通過第一輸出端發(fā)送第一控 制信號以閉合所述啟動開關(guān)； 控制器延時一時間周期tdl，通過第二輸出端發(fā)送第二控制信號，以閉合所述運行開 關(guān)； 控制器延時一時間周期td2,通過第三輸出端發(fā)送第三控制信號，啟動所述數(shù)字比例積 分調(diào)節(jié)器，并將所述數(shù)字比例積分調(diào)節(jié)器的輸出值設(shè)為0 ;將所述數(shù)字比例積分調(diào)節(jié)器的 誤差值設(shè)為0 ;將所述數(shù)字比例積分調(diào)節(jié)器的積分累加值設(shè)為0 ; 控制器通過第四輸出端發(fā)送第四控制信號，將所述并網(wǎng)逆變器開關(guān)驅(qū)動信號的上橋臂 驅(qū)動信號脈寬和下橋臂驅(qū)動信號脈寬均設(shè)置為50%，并啟動所述并網(wǎng)逆變器的開關(guān)驅(qū)動信 號；其中，tdl、td2為時間周期變量。 其中，所述直流電壓閾值根據(jù)所述并網(wǎng)逆變器運行模式的不同，為額定交流電壓 峰值的〇· 6或1. 1倍；若并網(wǎng)逆變器工作在功率輸出模式，則所述直流電壓閾值為額定交流 電壓峰值的1. 1倍；若并網(wǎng)逆變器工作在電能質(zhì)量補(bǔ)償模式，則所述直流電壓閾值為額定 交流電壓峰值的0.6倍。 所述交流電壓和頻率在正常范圍內(nèi)，是指所述交流電壓為額定交流電壓的 〇· 85?1. 2倍，且所述交流頻率處于額定交流頻率±〇. 5Hz的范圍內(nèi)。 [0011 ]所述延時時間周期tdl大于0，且所述延時時間周期tdl的最小值取決于所述并網(wǎng) 逆變器運行的模式；若并網(wǎng)逆變器工作在功率輸出模式，則所述延時時間周期tdl不小于 所述啟動開關(guān)閉合所需要的時間；若并網(wǎng)逆變器工作在電能質(zhì)量補(bǔ)償模式，則所述延時時 間周期tdl不小于所述直流電壓達(dá)到所述交流電壓峰值〇. 8倍的時間。 所述延時時間周期td2大于0,且不小于所述運行開關(guān)閉合所需要的時間。 所述第三控制信號和第四控制信號的發(fā)送時間，為電網(wǎng)電壓過零點。 本專利技術(shù)所闡述的，其有益效果在于： 一、該專利技術(shù)使得所述并網(wǎng)逆變器的直流電壓緩慢上升到工作電壓，避免了電壓快速升 高或過壓造成的并網(wǎng)逆變器直流電容損壞。 二、該專利技術(shù)使得所述并網(wǎng)逆變器在啟動電阻電流完全降為零后才開始工作，避免 了啟動電阻功耗和發(fā)熱過大。 三、該專利技術(shù)使得所述并網(wǎng)逆變器產(chǎn)生的交流正弦電流能直接從電網(wǎng)電壓過零點開 始輸出，完全無沖擊，避免了對并網(wǎng)逆變器自身造成損壞或誤觸發(fā)保護(hù)。 【附圖說明】 圖1為一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置結(jié)構(gòu)圖。 圖2為控制器檢測到的交流電壓波形。 圖3為單相并網(wǎng)逆變器上橋臂和下橋臂驅(qū)動信號。 圖4為啟動時刻輸出交流電壓和輸出交流電流波形圖。 【具體實施方式】 以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】進(jìn)一步說明本專利技術(shù)。 如圖1所示，一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置包括一啟動開關(guān)，一啟動電阻，一運 行開關(guān)，一控制器，一手動按鈕。 在本實施例中，啟動開關(guān)與啟動電阻串聯(lián)后，再與運行開關(guān)形成并聯(lián)支路，所述并 聯(lián)支路的一端與單相并網(wǎng)逆變器通過電感相連，另一端與單相交流電網(wǎng)一端相連。 在本實施例中，所述控制器由嵌入式數(shù)字控制芯片及其外圍電路組成，包括一第 一輸入端、一第二輸入端、一第一輸出端、一第二輸出端、一第三輸出端和一第四輸出端，所 述第一輸入端用于接收和檢測所述逆變器的電氣信號，包括單相并網(wǎng)逆變器的直流電壓和 交流電壓，所述第二輸入端用于接收和檢測所述手動按鈕的信號，在本實施例中，高電平表 示手動按鈕閉合，低電平表示手動按鈕斷開，所述第三輸出端用于發(fā)送第三控制信號以控 制并網(wǎng)逆變器的數(shù)字比例積分調(diào)節(jié)器，所述數(shù)字比例積分調(diào)節(jié)器用來間接控制并網(wǎng)逆變器 每個開關(guān)周期的開關(guān)驅(qū)動信號，所述第四輸出端用于發(fā)送第四控制信號以直接控制并網(wǎng)逆 變器的開關(guān)驅(qū)動脈沖信號。 針對本專利技術(shù)的一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置，提出了一種啟動裝置的控制方 法，包括： 通過第一輸入端檢測所述并網(wǎng)逆變器的直流電壓和以及交流電壓，并通過所述控制器 的嵌入式數(shù)字控制芯片計算出交流電壓幅值、頻率、相位和過零點。 當(dāng)所述直流電壓超過直流電壓閾值時,且所述交流電壓和頻率在正常范圍內(nèi)時， 控制器認(rèn)為并網(wǎng)逆變器具備啟動條件，并通過第二輸入端檢測所述手動按鈕的開關(guān)信號。 其中，所述直流電壓閾值根據(jù)所述并網(wǎng)逆變器運行模式的不同，為額定交流電壓 峰值的〇· 6或1· 1倍。若并網(wǎng)逆變器工作在功率輸出模式，則所述直流電壓閾值為額定交 流電壓峰值的1. 1倍；若并網(wǎng)逆變器工作在電能質(zhì)量補(bǔ)償模式，則所述直流電壓閾值為額 定交流電壓峰值的0. 6倍。 所述交流電壓和頻率在正常范圍內(nèi)，是指所述交流電壓為額定交流電壓的 〇· 85?1· 2倍，且所述交流頻率處于額定交流頻率土〇. 5Hz的范圍內(nèi)。 當(dāng)檢測到所述手動按鈕的開關(guān)信號為閉合狀態(tài)時，發(fā)送第一控制信號以閉合所述 啟動開關(guān)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置，包括一啟動開關(guān)，一啟動電阻，一運行開關(guān)，一控制器，一手動按鈕，其特征在于：所述啟動開關(guān)與啟動電阻相互串聯(lián)后，與運行開關(guān)相并聯(lián)；所述運行開關(guān)連接于單相交流電網(wǎng)和所述并網(wǎng)逆變器之間；所述控制器包括一第一輸入端、一第二輸入端、一第一輸出端、一第二輸出端、一第三輸出端和一第四輸出端，所述第一輸入端用于接收和檢測所述逆變器的電氣信號，所述第二輸入端用于接收和檢測所述手動按鈕的信號，所述第一輸出端用于發(fā)送第一控制信號以閉合或斷開啟動開關(guān)，所述第二輸出端用于發(fā)送第二控制信號以閉合或斷開運行開關(guān)，所述第三輸出端用于發(fā)送第三控制信號以控制并網(wǎng)逆變器的數(shù)字比例積分調(diào)節(jié)器，所述第四輸出端用于發(fā)送第四控制信號以控制并網(wǎng)逆變器的開關(guān)驅(qū)動信號。
【技術(shù)特征摘要】
1. 一種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置，包括一啟動開關(guān)，一啟動電阻，一運行開關(guān)，一控 制器，一手動按鈕，其特征在于：所述啟動開關(guān)與啟動電阻相互串聯(lián)后，與運行開關(guān)相并聯(lián)； 所述運行開關(guān)連接于單相交流電網(wǎng)和所述并網(wǎng)逆變器之間；所述控制器包括一第一輸入 端、一第二輸入端、一第一輸出端、一第二輸出端、一第三輸出端和一第四輸出端，所述第一 輸入端用于接收和檢測所述逆變器的電氣信號，所述第二輸入端用于接收和檢測所述手動 按鈕的信號，所述第一輸出端用于發(fā)送第一控制信號以閉合或斷開啟動開關(guān)，所述第二輸 出端用于發(fā)送第二控制信號以閉合或斷開運行開關(guān)，所述第三輸出端用于發(fā)送第三控制信 號以控制并網(wǎng)逆變器的數(shù)字比例積分調(diào)節(jié)器，所述第四輸出端用于發(fā)送第四控制信號以控 制并網(wǎng)逆變器的開關(guān)驅(qū)動信號。2. -種單相并網(wǎng)逆變器的啟動裝置的控制方法，其特征在于： 控制器通過第一輸入端檢測所述并網(wǎng)逆變器的直流電壓，以及單相交流電網(wǎng)的交流電 壓、頻率、相位和過零點； 當(dāng)所述直流電壓超過直流電壓閾值，且所述交流電壓和頻率在正常范圍內(nèi)時，控制器 通過第二輸入端檢測所述手動按鈕的開關(guān)信號； 當(dāng)檢測到所述手動按鈕的開關(guān)信號為閉合狀態(tài)時，控制器通過第一輸出端發(fā)送第一控 制信號以閉合所述啟動開關(guān)； 控制器延時一時間周期tdl，通過第二輸出端發(fā)送第二控制信號，以閉合所述運行開 關(guān)； 控制器延時一時間周期td2,通過第三輸出端發(fā)送第三控制信號，啟動所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖文靜，唐健，王多平，趙耕，
申請(專利權(quán))人：中國東方電氣集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51
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