本發(fā)明涉及電力電子控制，尤其是一種多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、隨著電力電子行業(yè)的不斷發(fā)展，多級(jí)逆變器應(yīng)用得越發(fā)廣泛，通常而言，多級(jí)逆變器可劃分為前級(jí)的dcdc電路和后級(jí)的dcac逆變電路；在多級(jí)逆變器中，因負(fù)載波動(dòng)導(dǎo)致瞬時(shí)功率峰值為平均功率的兩倍，這迫使前級(jí)電路需按峰值功率進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致前級(jí)電路器件電容量冗余，成本相對(duì)較高。目前，相關(guān)技術(shù)通過(guò)在前、后級(jí)電路之間增加lc濾波電路進(jìn)行改善，雖然能夠部分平滑電流，但由于逆變器通常是工頻運(yùn)行，而在lc濾波電路中，濾波電感、電容體積大且自身存在諧振風(fēng)險(xiǎn)，容易導(dǎo)致前、后級(jí)電路之間的電壓失控，造成多級(jí)逆變器的功率波動(dòng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠消除所述多級(jí)逆變器的功率波動(dòng)。
2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述多級(jí)逆變器包括用于輸出直流平均電壓的前級(jí)電路和用于輸出逆變功率的逆變器電路，所述功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：
3、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容，并聯(lián)于所述前級(jí)電路與所述逆變器電路之間，用于動(dòng)態(tài)充放電消除所述多級(jí)逆變器的功率波動(dòng)，以降低所述前級(jí)電路的瞬時(shí)功率需求；
4、控制單元，分別連接于所述前級(jí)電路和所述逆變器電路，用于確定所述前級(jí)電路所需輸出的匹配于所述動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動(dòng)電壓，并控制所述前級(jí)電路輸出所述交流波動(dòng)電壓；
5、其中，所述交流波動(dòng)電壓的頻率為所述逆變器電路的輸出電壓的頻率的兩倍，所述交流波動(dòng)電壓的相位為所述輸出電壓的相位的兩倍，所述交流波動(dòng)電壓的幅值可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
6、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元通過(guò)如下方式以具體確定所述前級(jí)電路所需輸出的匹配于所述動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動(dòng)電壓：
7、獲取所述逆變器電路的輸出電壓波形，根據(jù)所述輸出電壓波形確定所述逆變器電路的電壓有效值、角頻率和相位信息；
8、獲取所述逆變器電路的輸出電流波形，根據(jù)所述輸出電流波形確定所述逆變器電路的電流有效值；
9、獲取所述前級(jí)電路輸出的直流平均電壓和所述動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容的電容量；
10、根據(jù)所述電壓有效值、所述角頻率、所述相位信息、所述電流有效值、所述直流平均電壓和所述電容量，確定所述前級(jí)電路所需輸出的匹配于所述動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動(dòng)電壓。
11、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元通過(guò)如下方式以具體控制所述前級(jí)電路輸出所述交流波動(dòng)電壓：
12、當(dāng)所述前級(jí)電路采用輸出可編程電路，在所述直流平均電壓的基礎(chǔ)上注入交流波動(dòng)波形，其中，所述交流波動(dòng)波形的頻率為所述輸出電壓波形的頻率的兩倍，所述交流波動(dòng)波形的相位為所述輸出電壓波形的相位的兩倍，所述交流波動(dòng)波形的幅值可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；
13、讀取所述前級(jí)電路的輸出電流波動(dòng)幅值，并對(duì)所述輸出電流波動(dòng)幅值進(jìn)行持續(xù)控制，直至滿足目標(biāo)電流波動(dòng)條件，其中，所述目標(biāo)電流波動(dòng)條件為所述輸出電流波動(dòng)幅值小于或等于預(yù)設(shè)電流波動(dòng)幅值；
14、以滿足所述目標(biāo)電流波動(dòng)條件的所述交流波動(dòng)波形的輸出作為所述交流波動(dòng)電壓，控制所述前級(jí)電路在所述直流平均電壓的基礎(chǔ)上輸出所述交流波動(dòng)電壓。
15、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元通過(guò)如下方式以具體控制所述前級(jí)電路輸出所述交流波動(dòng)電壓：
16、當(dāng)所述前級(jí)電路采用輸出電壓閉環(huán)控制電路，且所述前級(jí)電路包括閉環(huán)控制單元，將所述前級(jí)電路的交流電壓瞬時(shí)值疊加到所述控制單元給定的所述交流波動(dòng)電壓上，從而控制所述閉環(huán)控制單元基于pid算法將所述交流電壓瞬時(shí)值與所述交流波動(dòng)電壓保持一致；
17、控制所述前級(jí)電路在所述直流平均電壓的基礎(chǔ)上輸出所述交流波動(dòng)電壓。
18、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元通過(guò)如下方式以具體控制所述前級(jí)電路輸出所述交流波動(dòng)電壓：
19、當(dāng)所述前級(jí)電路采用恒壓限流輸出功能電路，所述控制單元獲取所述前級(jí)電路的輸出電流，且當(dāng)所述前級(jí)電路的輸出電流大于預(yù)設(shè)輸出電流值，控制所述前級(jí)電路以所述預(yù)設(shè)輸出電流值進(jìn)行輸出，否則控制所述前級(jí)電路進(jìn)行恒壓輸出；
20、讀取所述前級(jí)電路的實(shí)時(shí)限流狀態(tài)，根據(jù)所述前級(jí)電路的實(shí)時(shí)限流狀態(tài)對(duì)所述預(yù)設(shè)輸出電流值進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，以使得所述前級(jí)電路工作于臨界限流狀態(tài)；
21、在所述前級(jí)電路工作于臨界限流狀態(tài)的情況下，控制所述前級(jí)電路在所述直流平均電壓的基礎(chǔ)上輸出所述交流波動(dòng)電壓。
22、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元采用如下公式計(jì)算得到所述交流波動(dòng)電壓：
23、；
24、其中，為所述交流波動(dòng)電壓，為所述電壓有效值，為所述電流有效值，為所述直流平均電壓，為所述角頻率，為所述電容量，為所述相位信息，為時(shí)間。
25、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電容量的最小值為：
26、；
27、其中，為所述逆變器電路的最大平均功率，為預(yù)設(shè)比例系數(shù)。
28、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，的取值范圍為1.05~1.1。
29、本發(fā)明提出的一種多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)在前級(jí)電路與逆變器電路之間設(shè)置動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容，以動(dòng)態(tài)充放電消除多級(jí)逆變器的功率波動(dòng)，確保多級(jí)逆變器處于穩(wěn)定運(yùn)行工作狀態(tài)，尤其是，還設(shè)置了連接于前級(jí)電路的控制單元，能夠準(zhǔn)確可靠地確定前級(jí)電路所需輸出的匹配于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動(dòng)電壓，并控制前級(jí)電路為動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容提供合適的交流波動(dòng)電壓，從而能夠進(jìn)一步降低前級(jí)電路的瞬時(shí)功率需求。
1.一種多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述多級(jí)逆變器包括用于輸出直流平均電壓的前級(jí)電路和用于輸出逆變功率的逆變器電路，所述功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元通過(guò)如下方式以具體確定所述前級(jí)電路所需輸出的匹配于所述動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動(dòng)電壓：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元通過(guò)如下方式以具體控制所述前級(jí)電路輸出所述交流波動(dòng)電壓：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元通過(guò)如下方式以具體控制所述前級(jí)電路輸出所述交流波動(dòng)電壓：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元通過(guò)如下方式以具體控制所述前級(jí)電路輸出所述交流波動(dòng)電壓：
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元采用如下公式計(jì)算得到所述交流波動(dòng)電壓：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述電容量的最小值為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級(jí)逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，的取值范圍為1.05~1.1。