光伏逆变器简介(完整版)(2)

单相逆变电路拓扑的介绍：实现逆变有很多种典型的电路拓扑，主要有推挽逆变拓扑、半桥 逆变拓扑、全桥逆变拓扑三种，下文将对这三种拓扑进行介绍。

推挽逆变拓扑：图3 所示的推挽电路只用两个开关元器件，比全桥电路少用了 一半的开关器件，可以提高能量利用率，另外驱动电路具有公共地， 驱动简单，适用原边电压比较低的场合，但由于本身电路的结构特点， 推挽电路拓扑无法输出正弦电压波形，只能输出方波电压波形，适用 于1KW 以下的方波电压方案。

图 3 推挽逆变原理图

半桥逆变拓扑：图4 所示的半桥逆变电路，其功率开关元器件也比较少，结构简单， 但主电路交流输出的电压幅值仅为ui/2,在同等容量下，其功率开关的额 定电流为全桥逆变电路中的功率元器件额定电流的2 倍，由于分压电容 的作用，该电路还具有较强的抗电压输出不平衡能力。

图 4 半桥逆变原理图

全桥逆变拓扑：图5 所示的全桥逆变电路，使用了4个开关元器件，开关端电压为 Ui,在相同的直流输入电压下，其最大输出电压是半桥逆变电路的两 倍。这就意味着在输出相同功率的情况下，全桥逆变器输出电流和通 过开关元器件的电流均为半桥逆变电路的一半，但驱动电路相比于前 面两种来得复杂。

图

5 全桥逆变电路

并网逆变器的电路结构：

上图 为并逆变器内部功能模块框图。光伏输入在逆变器直流侧汇 总，升压电路将输入直流电压提高到逆变器所需的值。MPP 跟踪器 保证光伏阵列产生直流电能能最大程度地被逆变器所使用。IGBT 全 桥电路将直流电转换成交流电压和电流。保护功能电路在逆变器运行 过程中监测运行状况，在非正常工作条件下可触发内部继电器从而保 护逆变器内部元器件免受损坏。

逆变器的控制方案：逆变器的控制方法主要有采用经典控制理论的控制策略和采用现代控 制理论的控制策略两种。

(1)经典控制理论的控制策略1、电压均值反馈控制 他是给定一个电压均值，反馈采样输出电压的均值，两者相减得到一个 误差，对误差进行PI调节，去控制输出。他是一个恒值调节系统，优点是 输出可以达到无净差，缺点是快速性不好。 2、电压单闭环瞬时值反馈控制 电压单闭环瞬时值反馈控制采用的电压瞬时值给定，输出电压瞬时值反 馈，对误差进行PI调节，去输出控制。他是一个随动调节系统，由于积分 环节存在相位滞后，系统不可能达到无净差，所以这种控制方法的稳态误 差比较大，但快速性比较好。 3、电压单闭环瞬时值和电压均值相结合的控制方法 由于电压瞬时值单闭环控制系统的稳态误差比较大，而电压均值反馈 误差比较小，可以再PI控制的基础上再增设一个均值电压反馈，以提高系 统的稳态误差。

4、电压电流双闭环瞬时控制电压单闭环控制在抵抗负载扰动方面的缺点与直流电机的转速单闭环 控制比较类似，具体表现在只有当负载(电流、转矩)扰动的影响最终在 系统输出端(电压、转速)表现出来后，控制器才开始有反应，基于这一 点，可以再电压外环基础上加一个电流内环，利用电流内环快速，及时的 抗扰性来抑制负载波动的影响，同时由于电流内环对被控对象的改造作用， 使得电压外环调节可以大大的简化。

(2)现代控制理论的控制策略：1、多变量状态反馈控制 多变量状态反馈控制的优点在于可以大大改善系统的动态品质，因为 它可以任意的配置系统的极点，但是建立逆变器的状态模型时很难将负载 的动态特性考虑在内，所以，状态反馈只能针对空载或假定负载进行，对 此应采用负载电流前馈补偿，预先进行鲁棒性分析，才能使系统有好的稳 态和动态性能。 2、无差拍控制 无差拍控制的基本思想是将给定的正弦参考波形等间隔的划分成若干 个周期，根据每个采样周期的起始值采用预测算法计算出在采样结束时

负载应输出的值，通过合理计算这个值的大小使系统输出在

采样周期结束 时与参考波形完全重合，没有任何相位和幅值偏差。 3、滑模变结构控制 滑模变结构控制是一种非线性的控制方法。他的基本思想是利用某种 不连续的开关控制策略来强迫系统的状态变量沿着某一设计好的滑模面运 动。滑模变结构控制的优点是对系统参数变化和外部扰动不敏感，具有较 强的鲁棒性。然而，对逆变电源系统来说，要确定一个理想的滑模面是很 困难的。并且，在用数字式方法来实现这种控制方式时，开关频率必须足 够高。 4、模糊控制 模糊控制属于智能控制的范畴，与传统的控制方式相比，智能控制最大 的优点是不依赖于系统的数学模型，它是控制理论发展的高级阶段，主要 用来处理哪些对象不确定性，高度非线性的问题。 5、重复控制 重复控制是根据内膜原理，对指令和扰动信号均设了一个内膜，因此可 以达到输出无净差，缺点是：动态响应比较慢，且需要比较大的内存。

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新教学研究光伏逆变器简介(完整版)(2)全文阅读和word下载服务。