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专利号: 201310656373X
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于正弦波母线的微网电源,其特征在于:电源拓扑结构主要包括BOOST模块(1)、全桥逆变模块(2)以及单向桥模块(3),由市电接口和光伏电池接口并行构成的电源输入接口;其中:市电通过单向桥模块(3)输出正弦波母线,在不采用大容量电容滤波的条件下直接作为电压源,同时单向桥模块确保了电能只能从市电进入交流母线;光伏电池通过BOOST模块(1)实现最大功率跟踪控制,再通过全桥逆变模块(2)输出与正弦波母线同频同相的电流源;BOOST模块(1)的输出端接全桥逆变模块(2)的输入端,同时全桥逆变模块(2)维持BOOST模块(1)输出端电压稳定性;上述电压源与电流源在正弦波母线上实现汇流控制,并直接提供给负载;

BOOST模块(1)的控制方法具体包含步骤如下:

2.1采样获得光伏电压Upv和光伏电流Ipv,并输入MPPT控制器,该控制器输出光伏电压Upv的参考电压值Upv_ref;

2.2根据Upv_ref与Upv获得光伏电压误差Eupv,将Eupv输入闭环反馈控制器1,该控制器输出BOOST模块占空比Dbo;

2.3将BOOST模块占空比Dbo输入母线保护器,经过保护器判断后,占空比Dbo放大输出至开关管M0;

母线保护器的控制方法包含如下内容:

3.1设定阈值Ubo1Ubo1且UboUbo2且UboUbo3,则进入步骤3.4;

3.2MPPT控制器执行逆过程,即Upv_ref的调整朝着光伏输出功率Ppv减小的方向变化;

3.3MPPT控制器执行逆过程,并且开通放电通道M1直至Ubo小于Ubo2,通过电阻R0释放母线能量,以降低Ubo;

3.4开通放电通道M1直至Ubo小于Ubo2,BOOST模块占空比清零,BOOST开关管M0强制关断,停止并初始化升压;

全桥逆变模块(2)的控制方法具体包含步骤如下:

4.1设定阈值Ubo0

若Ubo>Ubo0,则进入步骤4.3;

4.2将全桥逆变模块占空比清零,强制关闭全桥逆变模块开关管T1~T4,停止并初始化汇流;

4.3将Ubo与Ubo_ref做差获得BOOST模块输出电压误差Eubo,并将Eubo输入至闭环反馈控制器2,获得全桥逆变模块输出电流参考值幅值Iinv_amp;

4.4将参考值幅值Iinv_amp输入信号调理1,得到正弦化结果Iinv_ref,其中正弦化通过同步锁相PLL实现与电网电压Unet同频同相;

4.5采样全桥逆变模块输出电流Iinv,根据Iinv_ref与Iinv得到误差Eiinv,将误差输入闭环反馈控制器3,获得全桥逆变模块占空比Dinv;该结果与外包络线滞环控制器取与操作,最终输入驱动放大电路驱动开关管T1~T4。

2.根据权利要求1所述的微网电源,其特征在于:所述的外包络线滞环控制器约束交流母线电压的范围;首先采样市电电压Unet并放大K倍,其结果Usa作为全桥逆变模块输出电压Uinv的外包络线,若|Uinv|>|Usa|则外包络线滞环控制器输出0至与门,否则输出1至与门;上述操作结果是全桥逆变模块输出电压Uinv被约束在Unet与K倍Unet之间。

3.根据权利要求2所述的的微网电源,其特征在于:所述的单向桥模块(3)的控制方法具体如下:采样市电电压Unet并输入锁相环PLL,PLL捕获Unet的上升沿和下降沿并输出至工频换向控制器,当输入为上升沿时,控制器关闭T5并开通T6;当输入为下降沿时,控制器关闭T6并开通T5;开关信号在驱动开关管之前需经过死区延迟。