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专利号: 2018101449285
申请人: 南京邮电大学
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:2024-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,所述逆变器包括第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)、第六开关管(S6)、上直流开关管(S7)、下直流开关管(S8)、上箝位开关管(S9)和下箝位开关管(S10),太阳能电池(Upv)的正极分别与第一直流电容(Cdc1)的正极、上直流开关管(S7)的漏极相连,上直流开关管(S7)的源极分别与上箝位开关管(S9)的漏极以及第一开关管(S1)、第三开关管(S3)、第五开关管(S5)的漏极相连;太阳能电池(Upv)的负极分别与第三直流电容(Cdc3)的负极、下直流开关管(S8)的源极相连,下直流开关管(S8)的漏极分别与下箝位开关管(S10)的源极以及第四开关管(S4)、第六开关管(S6)、第二开关管(S2)的源极相连;第一开关管(S1)的源极与第四开关管(S4)的漏极相连;第三开关管(S3)的源极与第六开关管(S6)的漏极相连;第五开关管(S5)的源极与第二开关管(S2)的漏极相连;上箝位开关管(S9)的源极分别与第一直流电容(Cdc1)的负极、第二直流电容(Cdc2)的正极相连;下箝位开关管(S10)的漏极分别与第二直流电容(Cdc2)的负极、第三直流电容(Cdc3)的正极相连;该方法包括以下步骤:第一步、将十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的工作模态分为六个正常工作模态和两个续流模态;

第二步、将逆变器中的A相正弦调制波记为Vra,B相正弦调制波记为Vrb,C相正弦调制波记为Vrc,将三路正弦调制波Vra、Vrb、Vrc分别与载波三角波Vc通过比较器,获得预处理信号Vg1、Vg2、Vg3、Vg4、Vg5、Vg6;

第三步、将预处理信号Vg1、Vg3和Vg5做与运算得到信号Vx,将预处理信号Vg4、Vg6和Vg2做与运算得到信号Vy,将预处理信号Vg1、Vg3、Vg5两两做同或运算后得到三路信号,再将三路信号做与运算得到信号Vt;

第四步、对信号Vt做逻辑非运算分别得到上直流开关管(S7)的栅源控制信号Vgs7以及下直流开关管(S8)的栅源控制信号Vgs8;

第五步、将信号Vx和信号Vt做与运算得到上箝位开关管(S9)的栅源控制信号Vgs9,将信号Vy和信号Vt做与运算得到下箝位开关管(S10)的栅源控制信号Vgs10;

第六步、将信号Vx分别与预处理信号Vg1、Vg3和Vg5做或运算后依次得到第一开关管(S1)的栅源控制信号Vgs1、第三开关管(S3)的栅源控制信号Vgs3和第五开关管(S5)的栅源控制信号Vgs5,将信号Vy分别与预处理信号Vg4、Vg6和Vg2做或运算后依次得到第四开关管(S4)的栅源控制信号Vgs4、第六开关管(S6)的栅源控制信号Vgs6和第二开关管(S2)的栅源控制信号Vgs2。

2.根据权利要求1所述一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,所述第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)、第六开关管(S6)为桥臂开关管,所述桥臂开关管按SPWM控制方式进行导通和关断。

3.根据权利要求2所述一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,第一步中,当逆变器处于正常工作模态时,若上直流开关管(S7)和下直流开关管(S8)处于导通状态,则上箝位开关管(S9)和下箝位开关管(S10)均处于关断状态。

4.根据权利要求3所述一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,当逆变器处于正常工作模态时,第一开关管(S1)的栅源控制波形Vgs1和第四开关管(S4)的栅源控制波形Vgs4相反,第三开关管(S3)的栅源控制波形Vgs3和第六开关管(S6)的栅源控制波形Vgs6相反,第五开关管(S5)的栅源控制波形Vgs5和第二开关管(S2)的栅源控制波形Vgs2相反。

5.根据权利要求4所述一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,所述栅源控制波形Vgs1、Vgs3、Vgs5为相位互差120°的SPWM波形。

6.根据权利要求2所述一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,第一步中,当逆变器处于续流模态时,若第一开关管(S1)、第三开关管(S3)、第五开关管(S5)同时导通,则上直流开关管(S7)和下直流开关管(S8)关断,同时上箝位开关管(S9)导通;若第四开关管(S4)、第六开关管(S6)、第二开关管(S2)同时导通,则上直流开关管(S7)和下直流开关管(S8)关断,同时下箝位开关管(S10)导通。

7.根据权利要求3或6所述一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,第一步中,在所述逆变器工作过程中,可以根据下式计算逆变器的共模电压:Vcm=(VAQ+VBQ+VCQ)/3

其中, Vcm为逆变器的共模电压,VAQ为A相点电位,VBQ为B相点电位,VCQ为C相点电位。

8.根据权利要求1所述一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,第二步中,A相正弦调制波Vra与载波三角波Vc交截产生第一开关管(S1)的预处理信号Vg1,将预处理信号Vg1取逻辑非产生第四开关管(S4)的预处理信号Vg4;B相正弦调制波Vrb与载波三角波Vc交截产生第三开关管(S3)的预处理信号Vg3,将预处理信号Vg3取逻辑非产生第六开关管(S6)的预处理信号Vg6;C相正弦调制波与载波三角波Vc交截产生第五开关管(S5)的预处理信号Vg5,将预处理信号Vg5取逻辑非产生第二开关管(S2)的预处理信号Vg2。

9.根据权利要求1所述一种十开关箝位型三相非隔离光伏逆变器的控制方法,其特征在于,所述第一开关管(S1)、第三开关管(S3)、第五开关管(S5)为上桥臂开关管,单个开关管处于导通状态时为1,单个开关管处于关断状态时为0;当逆变器处于正常工作模态时,所有开关管的开关状态为[1,0,0] (1,1,0,0)、[1,1,0] (1,1,0,0)、[0,1,0] (1,1,0,0)、[0,1,

1] (1,1,0,0)、[0,0,1] (1,1,0,0)和[1,0,1] (1,1,0,0);当逆变器处于续流模态时,所有开关管的开关状态为[1,1,1] (0,0,1,0)和[0,0,0] (0,0,0,1)。