本發(fā)明涉及電力電子控制，尤其是一種多級逆變器的功率調(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，多級逆變器應(yīng)用得越發(fā)廣泛，通常而言，多級逆變器可劃分為前級的dcdc電路和后級的dcac逆變電路；在多級逆變器中，因負(fù)載波動導(dǎo)致瞬時功率峰值為平均功率的兩倍，這迫使前級電路需按峰值功率進(jìn)行設(shè)計，導(dǎo)致前級電路器件電容量冗余，成本相對較高。目前，相關(guān)技術(shù)通過在前、后級電路之間增加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，容易導(dǎo)致前、后級電路之間的電壓失控，造成多級逆變器的功率波動。
技術(shù)實現(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)問題之一。為此，本發(fā)明提出多級逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠消除所述多級逆變器的功率波動。
2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種多級逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述多級逆變器包括用于輸出直流平均電壓的前級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、動態(tài)補(bǔ)償電容，并聯(lián)于所述前級電路與所述逆變器電路之間，用于動態(tài)充放電消除所述多級逆變器的功率波動，以降低所述前級電路的瞬時功率需求；
4、控制單元，分別連接于所述前級電路和所述逆變器電路，用于確定所述前級電路所需輸出的匹配于所述動態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動電壓，并控制所述前級電路輸出所述交流波動電壓；
5、其中，所述交流波動電壓的頻率為所述逆變器電路的輸出電壓的頻率的兩倍，所述交流波動電壓的相位為所述輸出電壓的相位的兩倍，所述交流波動電壓的幅值可動態(tài)調(diào)節(jié)。
6、可選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制單元通過如下方式以具體確定所述前級電路所需輸出的匹配于所述動態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動電壓：
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、獲取所述前級電路輸出的直流平均電壓和所述動態(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，確定所述前級電路所需輸出的匹配于所述動態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動電壓。
11、可選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制單元通過如下方式以具體控制所述前級電路輸出所述交流波動電壓：
12、當(dāng)所述前級電路采用輸出可編程電路，在所述直流平均電壓的基礎(chǔ)上注入交流波動波形，其中，所述交流波動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，所述交流波動波形的幅值可動態(tài)調(diào)節(jié)；
13、讀取所述前級電路的輸出電流波動幅值，并對所述輸出電流波動幅值進(jìn)行持續(xù)控制，直至滿足目標(biāo)電流波動條件，其中，所述目標(biāo)電流波動條件為所述輸出電流波動幅值小于或等于預(yù)設(shè)電流波動幅值；
14、以滿足所述目標(biāo)電流波動條件的所述交流波動波形的輸出作為所述交流波動電壓，控制所述前級電路在所述直流平均電壓的基礎(chǔ)上輸出所述交流波動電壓。
15、可選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制單元通過如下方式以具體控制所述前級電路輸出所述交流波動電壓：
16、當(dāng)所述前級電路采用輸出電壓閉環(huán)控制電路，且所述前級電路包括閉環(huán)控制單元，將所述前級電路的交流電壓瞬時值疊加到所述控制單元給定的所述交流波動電壓上，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值與所述交流波動電壓保持一致；
17、控制所述前級電路在所述直流平均電壓的基礎(chǔ)上輸出所述交流波動電壓。
18、可選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制單元通過如下方式以具體控制所述前級電路輸出所述交流波動電壓：
19、當(dāng)所述前級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電路的輸出電流，且當(dāng)所述前級電路的輸出電流大于預(yù)設(shè)輸出電流值，控制所述前級電路以所述預(yù)設(shè)輸出電流值進(jìn)行輸出，否則控制所述前級電路進(jìn)行恒壓輸出；
20、讀取所述前級電路的實時限流狀態(tài)，根據(jù)所述前級電路的實時限流狀態(tài)對所述預(yù)設(shè)輸出電流值進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，以使得所述前級電路工作于臨界限流狀態(tài)；
21、在所述前級電路工作于臨界限流狀態(tài)的情況下，控制所述前級電路在所述直流平均電壓的基礎(chǔ)上輸出所述交流波動電壓。
22、可選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制單元采用如下公式計算得到所述交流波動電壓：
23、；
24、其中，為所述交流波動電壓，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，為時間。
25、可選地，在本發(fā)明的一個實施例中，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)明的一個實施例中，的取值范圍為1.05~1.1。
29、本發(fā)明提出的一種多級逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過在前級電路與逆變器電路之間設(shè)置動態(tài)補(bǔ)償電容，以動態(tài)充放電消除多級逆變器的功率波動，確保多級逆變器處于穩(wěn)定運(yùn)行工作狀態(tài)，尤其是，還設(shè)置了連接于前級電路的控制單元，能夠準(zhǔn)確可靠地確定前級電路所需輸出的匹配于動態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動電壓，并控制前級電路為動態(tài)補(bǔ)償電容提供合適的交流波動電壓，從而能夠進(jìn)一步降低前級電路的瞬時功率需求。
1.一種多級逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述多級逆變器包括用于輸出直流平均電壓的前級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，所述控制單元通過如下方式以具體確定所述前級電路所需輸出的匹配于所述動態(tài)補(bǔ)償電容的交流波動電壓：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元通過如下方式以具體控制所述前級電路輸出所述交流波動電壓：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元通過如下方式以具體控制所述前級電路輸出所述交流波動電壓：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元通過如下方式以具體控制所述前級電路輸出所述交流波動電壓：
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級逆變器的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元采用如下公式計算得到所述交流波動電壓：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多級逆變器的功率調(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。