光伏发电逆变技术的发展趋势及解决方案

该主控制器包括主控制微控制器及辅助电路、 辅助控制微控制器及辅助电路、控制面板微控制器 及辅助电路、IGBT 开关检测电路、双端口随机存取 存储器和模拟信号偏置电路。

主控制微控制器与辅助控制微控制器之间采用 双端口随机存取存储器连接，完成传递 IGBT 开关 检测数据及软启动开关的数据， 相互传递通讯信息， 完成优化控制功能。

IGBT 开关检测电路与主控制微控制器和辅助 控制微控制器连接，使主控制微控制器及辅助控制 微控制器实时准确的检测所有 IGBT 开关的切换状 态及关断状态，为主控制微控制器及辅助控制微控 制器提供可靠的开关状态信息，使主控制微控制器 及辅助控制微控制器可准确无误的向九电平 IGBT 开关拓扑电路发出触发信号，同时避免了开关切换 时的状态混叠现象，保证 IGBT 开关有序的切换。 模拟信号偏置电路与主控制微控制器和辅助控 制微控制器连接，为主控制微控制器和辅助控制微 控制器提供被控电网的电压及电流参数。

主控制微控制器及辅助电路包括主控制微控制 器芯片，用于接收由 PT、 CT 转化后的信号而自动 检测直流系统及电网的参数并动态的建立其数学模 型，计算直流系统运行的所有参数并输出相应的指 令，控制输出给电网的电压为期望的九电平波形， 电流为完美无谐波的正弦波形，使逆变器与电网系 统功率因数趋于 1.0。

同时，主控制微控制器( MCU)和辅助控制微控制器( MCU)还与智能化软启动连接及反孤岛运 行控制部分相连，实时采集处理软启动开关两侧的 电流、电压、频率变量完成智能化软启动并网运行 及主动反孤岛式运行的功能。2.4 智能化软起动连接及反孤岛运行控制部分

晶闸管开关对逆变器输出侧和电网侧电压幅 值、大小、相位及频率实时采集，不断进行比较，当其达到允许误差值范围时，由控制器发出触发信 号，控制相应可控硅的门极。因为电压幅值、相位 及频率均为空间矢量，当进行比较时需要在三维空 间内进行，将其转化成模糊集合更趋近于实际工程 情况，故此处使用数学模糊集合的概念对空间矢量 进行替换，完成软起动功能。

本逆变器采用人工智能主动式频率负偏移方法。通过软硬件将电路周期性地检测出相邻两次电 网电压过零点的时刻，计算出电网电压的频率 f，然 后在此频率 f 的基础上引入偏移量△ f，最后将频率 ( f±△ f)作为输出并网电流的给定频率，并且在电 网电压每次过零时使输出并网电流复位。当电网出 现故障时，光伏阵列经逆变器的输出的电流、电压 发生畸变，且出现输出频率错位变化。形成了给定 逆变器输出的电流、电压、频率的正反馈，并超过频率保护的上、下限值，从而是逆变器有效的检测出系统故障。利用模糊数学的方法将已知的数据进行状态估计和处理，并实时与逆变器输出的电压、电流、频率进行比较，以达到与电网的主动式反孤岛运行，并网开关的智能化软启动连接，以及逆变器相应的IGBT开关的优化控制操作运行。

结论

本文介绍的逆变器采用变基准叠加技术的九电 平完美无谐波开关网络拓扑电路，使逆变出的电流波形满足 IEEE 标准要求，尽可能的减少谐波污染。逆变器的主控制器可通过实时检测开关状态，有效避免开关的混叠，提高 IGBT 开关的可靠性和易操作性。