光伏發(fā)電逆變技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及解決方案

該主控制器包括主控制微控制器及輔助電路、 輔助控制微控制器及輔助電路、控制面板微控制器 及輔助電路、IGBT 開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路、雙端口隨機(jī)存取 存儲(chǔ)器和模擬信號(hào)偏置電路。

主控制微控制器與輔助控制微控制器之間采用 雙端口隨機(jī)存取存儲(chǔ)器連接，完成傳遞 IGBT 開(kāi)關(guān) 檢測(cè)數(shù)據(jù)及軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)， 相互傳遞通訊信息， 完成優(yōu)化控制功能。

IGBT 開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路與主控制微控制器和輔助 控制微控制器連接，使主控制微控制器及輔助控制 微控制器實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)所有 IGBT 開(kāi)關(guān)的切換狀 態(tài)及關(guān)斷狀態(tài)，為主控制微控制器及輔助控制微控 制器提供可靠的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，使主控制微控制器 及輔助控制微控制器可準(zhǔn)確無(wú)誤的向九電平 IGBT 開(kāi)關(guān)拓?fù)潆娐钒l(fā)出觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)避免了開(kāi)關(guān)切換 時(shí)的狀態(tài)混疊現(xiàn)象，保證 IGBT 開(kāi)關(guān)有序的切換。 模擬信號(hào)偏置電路與主控制微控制器和輔助控 制微控制器連接，為主控制微控制器和輔助控制微 控制器提供被控電網(wǎng)的電壓及電流參數(shù)。

主控制微控制器及輔助電路包括主控制微控制 器芯片，用于接收由 PT、 CT 轉(zhuǎn)化后的信號(hào)而自動(dòng) 檢測(cè)直流系統(tǒng)及電網(wǎng)的參數(shù)并動(dòng)態(tài)的建立其數(shù)學(xué)模 型，計(jì)算直流系統(tǒng)運(yùn)行的所有參數(shù)并輸出相應(yīng)的指 令，控制輸出給電網(wǎng)的電壓為期望的九電平波形， 電流為完美無(wú)諧波的正弦波形，使逆變器與電網(wǎng)系 統(tǒng)功率因數(shù)趨于 1.0。

同時(shí)，主控制微控制器( MCU)和輔助控制微控制器( MCU)還與智能化軟啟動(dòng)連接及反孤島運(yùn) 行控制部分相連，實(shí)時(shí)采集處理軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)兩側(cè)的 電流、電壓、頻率變量完成智能化軟啟動(dòng)并網(wǎng)運(yùn)行 及主動(dòng)反孤島式運(yùn)行的功能。2.4 智能化軟起動(dòng)連接及反孤島運(yùn)行控制部分

晶閘管開(kāi)關(guān)對(duì)逆變器輸出側(cè)和電網(wǎng)側(cè)電壓幅 值、大小、相位及頻率實(shí)時(shí)采集，不斷進(jìn)行比較，當(dāng)其達(dá)到允許誤差值范圍時(shí)，由控制器發(fā)出觸發(fā)信 號(hào)，控制相應(yīng)可控硅的門(mén)極。因?yàn)殡妷悍?、相?及頻率均為空間矢量，當(dāng)進(jìn)行比較時(shí)需要在三維空 間內(nèi)進(jìn)行，將其轉(zhuǎn)化成模糊集合更趨近于實(shí)際工程 情況，故此處使用數(shù)學(xué)模糊集合的概念對(duì)空間矢量 進(jìn)行替換，完成軟起動(dòng)功能。

本逆變器采用人工智能主動(dòng)式頻率負(fù)偏移方法。通過(guò)軟硬件將電路周期性地檢測(cè)出相鄰兩次電 網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)的時(shí)刻，計(jì)算出電網(wǎng)電壓的頻率 f，然 后在此頻率 f 的基礎(chǔ)上引入偏移量△ f，最后將頻率 ( f±△ f)作為輸出并網(wǎng)電流的給定頻率，并且在電 網(wǎng)電壓每次過(guò)零時(shí)使輸出并網(wǎng)電流復(fù)位。當(dāng)電網(wǎng)出 現(xiàn)故障時(shí)，光伏陣列經(jīng)逆變器的輸出的電流、電壓 發(fā)生畸變，且出現(xiàn)輸出頻率錯(cuò)位變化。形成了給定 逆變器輸出的電流、電壓、頻率的正反饋，并超過(guò)頻率保護(hù)的上、下限值，從而是逆變器有效的檢測(cè)出系統(tǒng)故障。利用模糊數(shù)學(xué)的方法將已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)和處理，并實(shí)時(shí)與逆變器輸出的電壓、電流、頻率進(jìn)行比較，以達(dá)到與電網(wǎng)的主動(dòng)式反孤島運(yùn)行，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)的智能化軟啟動(dòng)連接，以及逆變器相應(yīng)的IGBT開(kāi)關(guān)的優(yōu)化控制操作運(yùn)行。

結(jié)論

本文介紹的逆變器采用變基準(zhǔn)疊加技術(shù)的九電 平完美無(wú)諧波開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆娐?，使逆變出的電流波形滿(mǎn)足 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)要求，盡可能的減少諧波污染。逆變器的主控制器可通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，有效避免開(kāi)關(guān)的混疊，提高 IGBT 開(kāi)關(guān)的可靠性和易操作性。