一种降低光伏并网逆变器中开关损耗的控制系统及方法
【专利摘要】一种降低光伏并网逆变器中开关损耗的控制系统及方法，该系统包括光伏并网逆变器，光伏并网逆变器输入端和光伏组件的输出端连接，光伏并网逆变器的输出端通过LC滤波电路和电网连接，光伏并网逆变器的输出端同时连接有检测电路，用于检测光伏并网逆变器的输出功率值，检测电路的输出端与控制单元的输入端连接，控制单元的输出端连接光伏并网逆变器；检测电路将检测到的输出功率值传送给控制单元，由其进行处理，然后输出控制信号来控制光伏并网逆变器中开关管的开关状态；本发明还提供了该系统的控制方法；通过对光伏逆变器输出功率的检测控制开关器件的开关频率，降低开关损耗提高电感利用率，以达到在提高整机效率和轻载时改善总谐波畸变率的目的。
【专利说明】一种降低光伏并网逆变器中开关损耗的控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光伏并网逆变器【技术领域】，具体涉及一种降低光伏并网逆变器中开关 损耗的控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 现有光伏逆变器的控制一般采用SPWM调制策略、SVPWM调制策略或降低开关损耗 的VSVPWM调制策略。其中SPWM调制策略和SVPWM调制策略中逆变器在整个运行中的开关 载波频率不发生变化，所以在逆变器轻载时，这两种调制策略下逆变器轻载时开关损耗较 大。逆变器中的电感一般使用铁粉芯类，该类电感的电感量与所流经电流的大小成反比，即 电感量会随着电流的增大而减小，或随着电流的减小而增大。在进行逆变器设计时，为了使 逆变器的满载电流变化率达到标准要求，电感量的设计一般按照逆变器满载的情况进行设 计的。而在逆变器处于轻载时，电感设置值相对逆变器轻载情况下的电感值较大，所以逆 变器在非满载工况下的电感值较大，电感的利用率较低。而降低开关损耗的VSVPWM调制策 略，在逆变器整个运行过程中，开关管只在一段时间段内开关保持不变，其它时间段内开关 管的频率是变化的，从而达到降低损耗的目的，但该调制策略使逆变器输出电流的低次谐 波量较大，输出总谐波畸变率变差。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种降低光伏并网逆变器中开关 损耗的控制系统及方法，通过对光伏逆变器输出功率的检测控制开关器件的开关频率，降 低开关损耗提商电感利用率，在不影响输出总谐波崎变率的情况下，达到提商整机效率的 目的。
[0004] 为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] -种降低光伏并网逆变器中开关损耗的控制系统，包括光伏并网逆变器，所述光 伏并网逆变器的输入端和光伏组件的输出端连接，所述光伏并网逆变器的输出端通过LC 滤波电路和电网相连接，所述光伏并网逆变器的输出端同时连接有检测电路，用于检测光 伏并网逆变器的输出功率值，所述检测电路的输出端与控制单元的输入端相连接，所述控 制单元的输出端连接光伏并网逆变器；所述检测电路将检测到的输出功率值传送给控制单 元，由控制单元进行处理，然后输出控制信号来控制光伏并网逆变器中开关管的开关状态。
[0006] 上述所述控制系统的控制方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1 :根据光伏并网逆变器效率及总谐波畸变率的要求将光伏并网逆变器的输 出功率划分为N个功率段，同时给各功率段设定相应的开关载波频率值，制作输出功率和 开关载波频率值相对应的配置表，如下表1所示；
[0008] 表 1
[0009]
【权利要求】
1. 一种降低光伏并网逆变器中开关损耗的控制系统，包括光伏并网逆变器，所述光伏 并网逆变器的输入端和光伏组件的输出端连接，所述光伏并网逆变器的输出端通过LC滤 波电路和电网相连接，其特征在于：所述光伏并网逆变器的输出端同时连接有检测电路， 用于检测光伏并网逆变器的输出功率值，所述检测电路的输出端与控制单元的输入端相连 接，所述控制单元的输出端连接光伏并网逆变器；所述检测电路将检测到的输出功率值传 送给控制单元，由控制单元进行处理，然后输出控制信号来控制光伏并网逆变器中开关管 的开关状态。
2. 采用权利要求1所述控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤1 :根据光伏并网逆变器效率及总谐波畸变率的要求将光伏并网逆变器的输出功 率划分为N个功率段，同时给各功率段设定相应的开关载波频率值，制作输出功率和开关 载波频率值相对应的配置表，如下表1所示； 表1
对表1的说明： 当光伏并网逆变器的输出功率划分为两个功率段，即（0, 1/2PN)和（1/2PN，PN)， 则逆变器的开载波频率对应各功率段的频率分别为1/2^和fN，即当逆变器的输出功 率0彡？〈1/2? 1<时，则光伏并网逆变器的开关载波频率为l/2fN，当逆变器的输出功率 1/2P N < P〈PN时，逆变器的开关载波频率为fN。 当光伏并网逆变器的输出功率划分为三个功率段，即（〇，1/3Pn)，（1/3Pn，2/3P n) (2/3Pn，PN)时，则光伏并网逆变器的开载波频率对应各功率段的频率分别为l/3f N，2/3fN， fN，即当逆变器的输出功率〇彡？〈1/3?1<时，逆变器的开关载波频率为l/3f N，当逆变器 的输出功率1/3PN彡P〈2/3PN时，逆变器的开关载波频率为2/3f N，当逆变器的输出功率 2/3PN < P〈PN时，逆变器的开关载波频率为fN。 当光伏并网逆变器输出功率划分为η个功率段，SP (0, 1/ηΡΝ)，（1/ηΡΝ，2/ηΡΝ)…… ((n-l)/nPN，PN)，则逆变器的开载波频率对应各功率段的频率分别为l/nf N，2/nfN，……， (n-l)/nfN，fN，即当逆变器的输出功率0彡P〈l/nP N时，逆变器的开关载波频率为l/nfN，当 逆变器的输出功率1/ηΡΝ < P〈2/nPN时，逆变器的开关载波频率为2/nfN，后面各功率段的开 关频率依次类推，直到当逆变器的输出功率（n-1) /nPN < P〈PN时，逆变器的开关载波频率为 『N。 步骤2 :检测电路检测光伏并网逆变器的输出功率； 步骤3 :检测电路将检测到的输出功率值传送给控制单元，控制单元根据步骤1中的配 置表，根据功率值选择对应的开关载波频率值； 步骤4 :控制单元根据选定的开关载波频率值给开关管发出相应的频率的驱动信号来 控制开关管的导通。
【文档编号】H02M7/48GK104158417SQ201410360387
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】王嘉力, 李 杰, 王利强, 张雷, 郭鹏, 郑凯波, 张路 申请人:特变电工新疆新能源股份有限公司, 特变电工西安电气科技有限公司