一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置，包括直流濾波器、升壓電路、三電平逆變電路、低通濾波器、交流濾波器、基于DSP的控制電路，還包括對逆變電流和電網電壓信號的采樣；本實用新型專利技術硬件方面不需要額外增加硬件電路，不會增加額外的硬件成本開支，硬件電路調試簡單，也不會影響直流側MPPT功能的正常運作，軟件方便不會增加額外的時間開銷和較多的運算量都是在原有的中斷程序中處理完成，使得程序在一個合理的控制范圍內穩定運行，通過本裝置從而實現三電平光伏逆變器的中點電壓的平衡。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置，包括直流濾波器、升壓電路、三電平逆變電路、低通濾波器、交流濾波器、基于DSP的控制電路，還包括對逆變電流和電網電壓信號的采樣；本技術硬件方面不需要額外增加硬件電路，不會增加額外的硬件成本開支，硬件電路調試簡單，也不會影響直流側MPPT功能的正常運作，軟件方便不會增加額外的時間開銷和較多的運算量都是在原有的中斷程序中處理完成，使得程序在一個合理的控制范圍內穩定運行，通過本裝置從而實現三電平光伏逆變器的中點電壓的平衡。【專利說明】一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置
本技術涉及一種工業電源領域的技術運用，尤其是一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置。
技術介紹
在當前的10?20kW中功率等級三相光伏并網逆變器系統中，普遍采用的電路拓撲主要是基于Boost技術和三電平技術的逆變器兩級結構，母線由兩串聯的電容構成，其連接點就是其電位中點，其中三電平逆變器的關鍵技術就是需要一直維持直流側母線電容中點電壓的平衡，但是由于設備所采用的元器件參數的差異和輸出采樣控制的誤差，造成該點的電位發生波動時，就出現了中點電位不平衡現象，中點電位的波動會造成電容電壓的不對稱，這一方面會加劇交流輸出側電壓的畸變，大大降低逆變電流的波形質量；另一方面會造成開關器件關斷時承受的電壓不一致，嚴重時會導致開關器件擊穿而出現安全問題，所以，多電平逆變器的中點電位波動必須要加以抑制。 針對這一現狀，目前業界主要有兩類控制策略:一是硬件控制策略，多采用電阻分壓或二極管鉗位的方法，控制精度不高，在電阻上產生過多的能量消耗，增加了功耗，并且增加了生產成本；另外一種策略就是實時檢測流過中點的電流大小，再去結合電壓偏移通過一系列的基于空間矢量變換算法使得上下電容的電荷量達到一動態平衡，這樣做雖然理論上可以做到精確控制，但這樣增加了硬件成本和軟件計算量，也會造成生產成本的增加。
技術實現思路
針對現有技術中存在的問題，本技術在于提供一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置，用于解決母線上下電容中點電壓不平衡的問題，保證整個逆變器系統具有良好的穩態和動態性能，并減少設備成本開支。 本技術的技術解決方案是:一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置，包括直流濾波器、升壓電路、三電平逆變電路、低通濾波器、交流濾波器、基于DSP的控制電路，所述交流濾波器直接連接市電電網；所述直流濾波器濾除直流輸入的直流電的高頻噪聲的干擾，直流電進入升壓電路后提高DC電壓，然后經過所述三電平逆變電路將DC電流轉換成為AC電流，然后通過所述低通濾波器輸送到連接市電的交流濾波器。 本技術還包括基于DSP的控制電路，所述基于DSP的控制電路，包括MPPT最大功率跟蹤模塊，MPPT跟蹤模塊通過采樣直流濾波器輸出端的直流電壓和直流電流，控制升壓驅動模塊來進一步驅動升壓模塊的工作，以達到實現MPPT功能；所述基于DSP的控制電路，采用TMS320F28335作為控制芯片，在不增加額外硬件的基礎上，通過對母線相對于中點的兩個電壓值進行采樣，比較后根據差值進行輸出波形的控制，從來達到軟件調節實現中點電壓平衡的目的，并且不影響原有的系統的MPPT功能，使得整個裝置完整的系統平衡和穩定。 本技術還包括對逆變電流和電網電壓信號的采樣；結合母線電壓的采樣值經過計算后輸出SVPWM波形從而驅動三電平逆變器逆變模塊工作，針對中點電壓平衡軟件上采用SVPWM軟件算法按照小矢量控制算法對中點電壓進行實時的跟隨控制。 本技術采用T型三電平架構作為系統的逆變模塊控制核心，軟件方面采用空間矢量調制SVPWM進行逆變波形控制。 本技術的有益效果是:本技術硬件方面不需要額外增加硬件電路，不會增加額外的硬件成本開支，硬件電路調試簡單，也不會影響直流側MPPT功能的正常運作，軟件方便不會增加額外外的時間開銷和較多的運算量都是在原有的中斷程序中處理完成，使得程序在一個合理的控制范圍內穩定運行，通過本裝置從而實現三電平光伏逆變器的中點電壓的平衡。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為本技術系統示意圖； 圖2為本技術T型三電平逆變電路示意圖； 圖3為本技術控制原理示意圖。 【具體實施方式】 以下結合附圖和具體實施例對本技術技術方案作進一步的詳細說明。 如圖1、圖2、所示，圖1為本技術系統示意圖；圖2為本技術T型三電平逆變電路示意圖。 一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置，包括直流濾波器、升壓電路、三電平逆變電路、低通濾波器、連接市電電網的交流濾波器；所述直流濾波器濾除直流輸入的直流電的高頻噪聲的干擾，直流電進入升壓電路后提高DC電壓，然后經過所述三電平逆變電路將DC電流轉換成為AC電流，然后通過所述低通濾波器輸送到連接市電的交流濾波器。 本技術還包括基于DSP的控制電路，所述基于DSP的控制電路，包括MPPT最大功率跟蹤模塊，MPPT跟蹤模塊通過采樣直流濾波器輸出端的直流電壓和直流電流，控制升壓驅動模塊來進一步驅動升壓模塊的工作，以達到實現MPPT功能；所述基于DSP的控制電路，采用TMS320F28335作為控制芯片，在不增加額外硬件的基礎上，通過對母線相對于中點的兩個電壓值進行采樣，比較后根據差值進行輸出波形的控制，從來達到軟件調節實現中點電壓平衡的目的，并且不影響原有的系統的MPPT功能，使得整個裝置完整的系統平衡和穩定。 本技術還包括對逆變電流和電網電壓信號的采樣；結合母線電壓的采樣值經過計算后輸出SVPWM波形從而驅動三電平逆變器逆變模塊工作，針對中點電壓平衡軟件上采用SVPWM軟件算法按照小矢量控制算法對中點電壓進行實時的跟隨控制。 本技術采用T型三電平架構作為系統的逆變模塊控制核心，軟件方面采用空間矢量調制SVPWM進行逆變波形控制。 如圖3所示，圖3為本技術控制原理示意圖；系統首先對以O為中點的母線電容作為一個參考電壓點，DSP的AD采樣系統分別采樣Vdcl和Vdc2這兩個電壓值作為正負極對中點所形成的電壓值，從而進一步得到母線電壓的不平衡差值AVdc即是上下母線電容的差值，也就是母線不平衡的差值，該差值作為SVPWM波形控制母線中點電壓不平衡算法的一個輸入變量，并結合逆變電流和逆變電壓的采樣值，綜合計算后根據該差值通過控制三電平正負小矢量作用時間，來通過SVPWM波形輸出從而達到對對中點電位進行精確控制，實現母線電壓的中點平衡。 本技術硬件方面不需要額外增加硬件電路，不會增加額外的硬件成本開支，硬件電路調試簡單，也不會影響直流側MPPT功能的正常運作，軟件方便不會增加額外外的時間開銷和較多的運算量都是在原有的中斷程序中處理完成，使得程序在一個合理的控制范圍內穩定運行，通過本裝置從而實現三電平光伏逆變器的中點電壓的平衡。 雖然本專利技術已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本專利技術，任何熟習此技藝者，在不脫離本專利技術之精神和范圍內，自當可作各種變化或潤飾，但同樣在本專利技術的保護范圍之內。【權利要求】本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種維持T型三電平光伏逆變器母線中點電壓平衡的控制裝置，其特征在于：包括直流濾波器、升壓電路、三電平逆變電路、低通濾波器、交流濾波器、基于DSP?的控制電路，所述交流濾波器直接連接市電電網；所述直流濾波器濾除直流輸入的直流電的高頻噪聲的干擾，直流電進入升壓電路后提高DC電壓，然后經過所述三電平逆變電路將DC?電流轉換成為AC?電流，然后通過所述低通濾波器輸送到連接市電的交流濾波器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張海波，吳斌，孫邦伍，王兆明，
申請(專利權)人：南京冠亞電源設備有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32