一種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及逆變器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電轉(zhuǎn)換成交流 電。逆變器主要由晶體管等開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，通過(guò)有規(guī)則地讓開(kāi)關(guān)元件重復(fù)開(kāi)-關(guān)（ON-OFF)， 使直流輸入變成交流輸出。當(dāng)然，這樣單純地由開(kāi)和關(guān)回路產(chǎn)生的逆變器輸出波形并不實(shí) 用。一般需要采用高頻脈寬調(diào)制（SVPWM)，使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中 央的電壓寬度變寬，并在半周期內(nèi)始終讓開(kāi)關(guān)元件按一定頻率動(dòng)作，這樣形成一個(gè)脈沖波 (擬正弦波），然后讓脈沖波通過(guò)簡(jiǎn)單的濾波器形成正弦波。
[0003] 然而，在現(xiàn)有逆變器系統(tǒng)中，針對(duì)電網(wǎng)頻率升高的條件，尤其是在電網(wǎng)頻率度高于 50. 2Hz時(shí)，逆變器需要降低額定輸出功率，即降額，從而適應(yīng)電網(wǎng)的需求，否則將引起電網(wǎng) 工作的不正常，引起逆變器工作不穩(wěn)定，效率降低。甚至加速電網(wǎng)故障的惡化，影響電網(wǎng)的 穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可造成大面積電網(wǎng)停電故障。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為彌補(bǔ)上述缺陷，本實(shí)用新型目的是提出一種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)，用于實(shí) 現(xiàn)在電網(wǎng)頻率增加的情況下，逆變器自動(dòng)限制額定輸出功率，有效保護(hù)逆變器的正常工作 和電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006] -種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)，包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP、與所述數(shù)字信號(hào)處理器 DSP連接的采樣電路、與所述采樣電路連接的逆變模塊、向所述采樣電路提供電網(wǎng)頻率的電 網(wǎng)頻率捕獲模塊，其特征在于：還包括連接在所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP與所述逆變模塊之 間的驅(qū)動(dòng)電路、與所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP和所述驅(qū)動(dòng)電路相連接的MPPT模組，所述數(shù)字 信號(hào)處理器DSP可將所述MPPT模組控制調(diào)整到降額模式，所述逆變模塊在所述驅(qū)動(dòng)電路控 制驅(qū)動(dòng)下完成自動(dòng)限制額定輸出功率。
[0007] 進(jìn)一步的改進(jìn)在于，還包括與所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP相連接的存儲(chǔ)器，所述存 儲(chǔ)器預(yù)先存儲(chǔ)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的逆變器額定功率范圍內(nèi)的若干等級(jí)功率的數(shù)值、電網(wǎng)頻率范 圍的數(shù)值和輸出降額功率的數(shù)值，并可據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系與所述電網(wǎng)頻率捕獲模塊提供的電 網(wǎng)頻率比較判斷后決定額定輸出功率。
[0008] 進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述逆變模塊還包括IGBT模組，所述IGBT模組由電壓控制電 流大小，并據(jù)此改變逆變器的調(diào)制比和控制IGBT的柵極電壓，使所述IGBT模組在開(kāi)關(guān)過(guò)程 中，限制所能通過(guò)的最大電流達(dá)到降額的目的。
[0009] 進(jìn)一步的改進(jìn)在于，在進(jìn)行所述比較判斷時(shí)，可實(shí)時(shí)根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系與逆變器 在此頻率下的額定輸出功率以及所述頻率下限制運(yùn)行的額定功率等級(jí)數(shù)值相比較，再根據(jù) 所述額定功率等級(jí)對(duì)應(yīng)輸出的電流值，對(duì)所輸出的最大電流值進(jìn)行限制。
[0010] 進(jìn)一步的改進(jìn)在于，當(dāng)所述電網(wǎng)頻率為50. 2Hz時(shí)，所述額定功率范圍內(nèi)若干功 率等級(jí)頻率數(shù)值為50. 2Hz、50. 5Hz、50. 5Hz、51.lHz、51. 5Hz時(shí)，按照降額的需求，判斷出對(duì) 應(yīng)所述電網(wǎng)頻率下的降額功率值。
[0011] 進(jìn)一步的改進(jìn)在于，當(dāng)所述MPPT模組調(diào)整到降額模式時(shí)，所述MPPT模組向反方向 調(diào)解，使輸出功率下降，當(dāng)所述輸出功率下降到所需輸出功率的95%~105%時(shí)，所述MPPT 模組保持恒壓狀態(tài)，并且當(dāng)所述電網(wǎng)頻率高于50. 2Hz時(shí)開(kāi)始降額，直到所述電網(wǎng)頻率達(dá)到 51. 5Hz停止；當(dāng)降低所述電網(wǎng)頻率達(dá)到50. 2Hz以下時(shí)，再將所述MPPT模組調(diào)整到最大功 率追蹤的模式。
[0012] 進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP采用DSP2812控制芯片。
[0013] 本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是，在逆變過(guò)程中通過(guò)限制電流限制輸出功率，也可 根據(jù)電網(wǎng)頻率對(duì)額定輸出功率進(jìn)行限定，從而減少硬件開(kāi)銷(xiāo)；對(duì)于頻率異常變化也能夠迅 速識(shí)別，降低逆變器固定輸出功率，從而保證了設(shè)備或電網(wǎng)的安全性、可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1，為本實(shí)用新型實(shí)施例中頻率升高時(shí)，逆變器的輸出功率與電網(wǎng)頻率的對(duì)應(yīng)關(guān) 系不意圖；
[0015] 圖2,為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017] 如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例中頻率升高時(shí)，逆變器的輸出功率與電網(wǎng)頻率 的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。其中AP為功率降額百分比，f為電網(wǎng)頻率，可以看出在電網(wǎng)頻率 51. 5Hz時(shí)，輸出功率降為0。
[0018] 如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖本。其 結(jié)構(gòu)包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP、與數(shù)字信號(hào)處理器DSP連接的采樣電路及與采樣電路連接 的逆變模塊和電網(wǎng)頻率捕獲模塊。逆變模塊包括IGBT模組、數(shù)字信號(hào)處理器DSP，并與逆 變模塊相連；硬件結(jié)構(gòu)還包括用于存儲(chǔ)逆變器的額定功率范圍內(nèi)若干等級(jí)功率數(shù)值、電網(wǎng) 頻率變化數(shù)值和輸出功率對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)值的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器連接在所述數(shù)字信號(hào)處理器 DSP上。整個(gè)系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)處理器DSP2812控制芯片進(jìn)行控制。根據(jù)與DSP2812控制 芯片連接的存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)的電網(wǎng)頻率數(shù)值與逆變器額定功率范圍內(nèi)的功率等級(jí)數(shù)值 的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)值，再根據(jù)電網(wǎng)頻率與逆變器額定功率范圍內(nèi)的功率等級(jí)數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系， DSP2812控制芯片能判斷輸出功率的大小，得出當(dāng)前最大限制電流。此外，還包括連接在數(shù) 字信號(hào)處理器DSP和逆變模塊之間的驅(qū)動(dòng)電路，DSP2812控制芯片通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)逆變 模塊，逆變器模塊控制逆變器降額，從而延長(zhǎng)了逆變器功率器件壽命，增加了逆變器的可靠 性。
[0019] 本實(shí)用新型還包括MPPT模組，并與所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP和所述驅(qū)動(dòng)電路相連 接。MPPT是"最大功率點(diǎn)跟蹤"(MaximumPowerPointTracking)太陽(yáng)能控制器的縮寫(xiě)，是 傳統(tǒng)太陽(yáng)能充放電控制器的升級(jí)換代產(chǎn)品。DSP2812控制芯片將MPPT調(diào)整到降額模式，即 對(duì)MPPT向反方向調(diào)解，使輸出功率下降，當(dāng)輸出功率下降到所需輸出功率的95%~105% 時(shí)，MPPT保持恒壓狀態(tài)，此時(shí)如果頻率高于50. 2Hz時(shí)，開(kāi)始降額，直到頻率達(dá)到51. 5Hz。當(dāng) 降低IGBT模組頻率達(dá)到50. 2Hz以下時(shí)，再將MPPT模組調(diào)整到最大功率追蹤的模式。
[0020] 本實(shí)用新型的電網(wǎng)頻率為50. 2Hz時(shí)的輸出功率，整機(jī)額定功率范圍內(nèi)若干功率 等級(jí)數(shù)值在頻率為50. 2Hz、50. 5Hz、50. 5Hz、51.lHz、51. 5Hz下進(jìn)行試驗(yàn)。按照降額的實(shí)際 需求，頻率捕獲功能模塊捕獲得出在對(duì)應(yīng)電網(wǎng)頻率下，所要求限制功率時(shí)的功率數(shù)值為a， 額定功率范圍內(nèi)若干功率等級(jí)數(shù)值、頻率范圍數(shù)值和降額功率數(shù)值三者之間的關(guān)系如下 表。
[0022] 在DSP2812控制芯片中判斷處理，可采用對(duì)應(yīng)的查表法進(jìn)行處理，當(dāng)逆變器運(yùn)行 時(shí)，實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)頻率信號(hào)，再據(jù)對(duì)逆變器在此頻率下的輸出功率，及該頻率下限制運(yùn)行的 功率等級(jí)，然后再根據(jù)功率等級(jí)對(duì)應(yīng)輸出的電流值，對(duì)所輸出的最大電流值進(jìn)行限制。據(jù) 此，IGBT為電壓控制電流大小，因此在PffM調(diào)制波形時(shí)，根據(jù)限制的電流，改變逆變器的調(diào) 制比，控制IGBT的柵極電壓，從而達(dá)到IGBT在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，所能通過(guò)的最大電流，從而達(dá)到 降額的目的。
[0023] 本實(shí)用新型逆變器在逆變過(guò)程中通過(guò)限流限制輸出功率，保證了逆變器的外部結(jié) 構(gòu)的密封性能，延長(zhǎng)逆變器壽命；在逆變過(guò)程中也可根據(jù)頻率對(duì)功率進(jìn)行限定，從而減少硬 件開(kāi)銷(xiāo)。對(duì)由于其他原因引起逆電網(wǎng)頻率升高也能夠迅速識(shí)別，降低逆變器輸出功率，從而 保證了設(shè)備的可靠性、安全性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)，包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP、與所述數(shù)字信號(hào)處理器 DSP連接的采樣電路、與所述采樣電路連接的逆變模塊、向所述采樣電路提供電網(wǎng)頻率的電 網(wǎng)頻率捕獲模塊，其特征在于：還包括連接在所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP與所述逆變模塊之 間的驅(qū)動(dòng)電路、與所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP和所述驅(qū)動(dòng)電路相連接的MPPT模組，所述數(shù)字 信號(hào)處理器DSP可將所述MPPT模組控制調(diào)整到降額模式，所述逆變模塊在所述驅(qū)動(dòng)電路控 制驅(qū)動(dòng)下完成自動(dòng)限制額定輸出功率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)，其特征在于：還包括與所述 數(shù)字信號(hào)處理器DSP相連接的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器預(yù)先存儲(chǔ)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的逆變器額定功 率范圍內(nèi)的若干等級(jí)功率的數(shù)值、電網(wǎng)頻率范圍的數(shù)值和輸出降額功率的數(shù)值，并可據(jù)所 述對(duì)應(yīng)關(guān)系與所述電網(wǎng)頻率捕獲模塊提供的電網(wǎng)頻率比較判斷后決定額定輸出功率。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)，其特征在于：所述逆變 模塊還包括IGBT模組，所述IGBT模組由電壓控制電流大小，并據(jù)此改變逆變器的調(diào)制比和 控制IGBT的柵極電壓，使所述IGBT模組在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，限制所能通過(guò)的最大電流達(dá)到降額 目的。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)字信號(hào) 處理器DSP采用DSP2812控制芯片。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及逆變器技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種逆變器自動(dòng)降額控制系統(tǒng)。包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP、與所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP連接的采樣電路、與所述采樣電路連接的逆變模塊、向所述采樣電路提供電網(wǎng)頻率的電網(wǎng)頻率捕獲模塊，其特征在于：還包括連接在所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP與所述逆變模塊之間的驅(qū)動(dòng)電路、與所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP和所述驅(qū)動(dòng)電路相連接的MPPT模組，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP可將所述MPPT模組控制調(diào)整到降額模式，所述逆變模塊在所述驅(qū)動(dòng)電路控制驅(qū)動(dòng)下完成自動(dòng)限制額定輸出功率。本實(shí)用新型可在逆變中限制輸出功率，延長(zhǎng)逆變器壽命；對(duì)其他原因引起電網(wǎng)頻率溫度升高也能夠迅速識(shí)別，降低逆變器輸出功率，從而保證了設(shè)備安全性。
【IPC分類(lèi)】H02M1/32
【公開(kāi)號(hào)】CN204886681
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520375401
【發(fā)明人】薛亞峰, 李繼生
【申請(qǐng)人】陜西長(zhǎng)嶺光伏電氣有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日