控制信号产生系统及其逆变器控制装置与相关控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种逆变器控制技术，且特别是有关于一种控制信号产生系统及 其逆变器控制装置与相关电路。
【背景技术】
[0002] 逆变器是一种基于电力电子技术的功率变换装置，通过适当的控制方式可将电能 从直流转为交流或从交流转为直流。一般而言，逆变器包含了开关单元及滤波单元，前述开 关单元将直流电压逆变成交流电压，而滤波单元则可接收开关单元的输出，并滤除其中的 高频成分W产生所需要的交流电压，且滤波单元将上述交流电压输出至AC端口。但对于与 马达或变压器绕组连接的逆变器也可W不包含上述滤波单元，因此上述开关单元输出的交 流电压将直接输出至AC端口。
[0003] 通常逆变器拓扑可为但不限于两电平H相桥式电路或多电平逆变电路，上述多电 平逆变电路可为H电平中点谢位元逆变电路。此外，滤波单元可为但不限于L滤波器、LC滤 波器或IXL滤波器等，因此，滤波单元亦可视实际需求而为其它更为复杂的滤波器结构。再 者，上述逆变器可为但不限于H相系统或单相系统。
[0004] 一般逆变器的操作方式如下所述。首先，逆变器的直流端口值C port)接入到一直 流形式的电源（例如电池、超级电容、或其他分散式发电单元经功率变换装置转换得到的 直流电源）。随后，逆变器将接收到的直流电源经过开关网路的开关变换，再经过滤波单元 进行滤波，输出至逆变器的交流端口（AC pod)。此外，上述逆变器的交流端口经过开关和 隔离变压器（可选的）等连接到本地负载化oad)和电网（Grid)，W构成微网（Micro-grid) 系统。
[0005] 微网系统中的逆变器可由单台或者多台并联组成。当逆变器不与电网连接时，微 网系统处于独立运行状态，换言之，微网系统处于离网运行状态；当逆变器与电网连接时， 微网系统处于并网运行状态。
[0006] 关于并网运行模式，现行做法通常假定电网是一个理想的电压源，并控制逆变器 W使其成一个与电网电压同步的受控电流源，此种逆变器可称为电流注入型逆变器。然而， 当电网中送种电流注入型逆变器总体容量占比越来越大时，将对电网的稳定构成威胁，导 致电网不再是一个理想电压源。另外，倘若并网点处于电网末梢或弱电网，则于控制现行电 流注入型逆变器时，将会产生不稳定的现象。
[0007] 关于独立运行模式，现行的电流注入型逆变器必然要切换到电压源控制，此作法 将增加控制的复杂度，且在切换过程中，负载电压有可能发生波动甚至中断，严重影响供电 品质。
[0008] 由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待改进。为了解决上述 问题，相关领域莫不费尽必思来谋求解决之道，但长久W来仍未发展出适当的解决方案。
【发明内容】
【发明内容】
[0009] 旨在提供本发明的简化摘要，W使阅读者对本发明具备基本的理解。此 并非本发明的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或 界定本发明的范围。
[0010] 本
【发明内容】
的一目的是在提供一种控制信号产生系统及其逆变器控制装置，借W 改善先前技术的问题。
[0011] 为达上述目的，本
【发明内容】
的一技术方案是关于一种逆变器控制装置，其包含一 第一校正信号提供单元，用W接收一频率设定信号，并提供一反映有功功率校正信号的信 号；一有功功率控制单元，用W接收该反映有功功率校正信号的信号、一有功功率设定信号 及一反映逆变器有功功率的信号，W产生一反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号； 一第二校正信号提供单元，用W接收一电压设定信号，并提供一反映无功功率校正信号的 信号；一无功功率控制单元，用W接收该反映无功功率校正信号的信号、一无功功率设定信 号及一反映逆变器无功功率的信号，W产生一反映逆变器输出电压幅值的控制信号，其中 该反映逆变器输出电压幅值的控制信号为一电压幅值控制信号；W及一处理单元，用W接 收一反映逆变器输出电流的反馈信号、一反映逆变器输出电压的反馈信号、反映该逆变器 输出电压相位的角度控制信号、反映该逆变器输出电压幅值的控制信号，W产生反映该逆 变器有功功率的信号、反映该逆变器无功功率的信号W及一电压指令信号。
[0012] 为达上述目的，本
【发明内容】
的另一技术方案是关于一种逆变器控制装置，其包含 一有功功率控制单元，用W接收一有功功率设定信号及一反映逆变器有功功率的信号，W 产生一反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号；一校正信号提供单元，用W接收一电 压设定信号，并提供一反映无功功率校正信号的信号；一无功功率控制单元，用W接收该反 映无功功率校正信号的信号、一无功功率设定信号及一反映逆变器无功功率的信号，W产 生一反映逆变器输出电压幅值的控制信号，其中该反映逆变器输出电压幅值的控制信号为 一电压幅值控制信号；W及一处理单元，用W接收一反映逆变器输出电流的反馈信号、一反 映逆变器输出电压的反馈信号、反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号、反映该逆变 器输出电压幅值的控制信号，W产生反映该逆变器有功功率的信号、反映该逆变器无功功 率的信号W及一电压指令信号。
[0013] 为达上述目的，本
【发明内容】
的另一技术方案是关于一种逆变器控制装置，其包含 一第一校正信号提供单元，用W接收一频率设定信号，并提供一反映有功功率校正信号的 信号；一有功功率控制单元，用W接收该反映有功功率校正信号的信号、一有功功率设定信 号及一反映逆变器有功功率的虚拟转矩信号，W产生一反映该逆变器输出电压相位的角度 控制信号；一第二校正信号提供单元，用W接收一电压设定信号，并提供一反映无功功率校 正信号的信号；一无功功率控制单元，用W接收该反映无功功率校正信号的信号、一无功功 率设定信号及一反映逆变器无功功率的信号，W产生一反映逆变器输出电压幅值的控制信 号，其中该反映逆变器输出电压幅值的控制信号为一虚拟励磁控制信号；W及一处理单元， 用W接收一反映逆变器输出电流的反馈信号、反映该逆变器输出电压相位的虚拟电机转子 角度控制信号、反映该逆变器输出电压幅值的控制信号，W产生反映该逆变器有功功率的 虚拟转矩信号、反映该逆变器无功功率的信号W及一电压指令信号。
[0014] 为达上述目的，本
【发明内容】
的又一技术方案是关于一种控制信号产生系统，其包 含逆变器控制装置及脉冲宽度调变单元。脉冲宽度调变单元用W根据逆变器控制装置产生 的电压指令信号W产生开关信号，并根据开关信号W控制逆变器中的多个开关元件。
[0015] 为达上述目的，本
【发明内容】
的又一技术方案是关于一种有功功率控制电路，包含： 一第一叠加单元，用W接收一有功功率设定信号、一反映有功功率校正信号的信号及一反 映逆变器有功功率的信号，W产生一加速度信号；一第一积分单元，用W接收该加速度信号 W产生一第一频率控制信号；一前馈计算单元，用W接收该加速度信号W产生一第二频率 控制信号；一第一调节单元，用W接收该第一频率控制信号和该第二频率控制信号W产生 一反映逆变器输出电压频率的控制信号；W及一第二积分单元，用W接收该反映逆变器输 出电压频率的控制信号W产生反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号。
[0016] 为达上述目的，本
【发明内容】
的又一技术方案是关于一种有功功率控制电路，包含： 一第一叠加单元，用W接收一有功功率设定信号、一反映有功功率校正信号的信号及一反 映逆变器有功功率的信号，W产生一加速度信号；一第一积分单元，用W接收该加速度信号 W产生一第一频率控制信号；一第二调节单元，用W接收一频率前馈信号，并根据该频率前 馈信号和该第一频率控制信号，输出一反映逆变器输出电压频率的控制信号；W及一第二 积分单元，用W接收该反映逆变器输出电压频率的控制信号W产生反映该逆变器输出电压 相位的角度控制信号。
[0017] 为达上述目的，本
【发明内容】
的又一技术方案是关于一种有功功率控制电路，包含： 一第一叠加单元，用W接收一有功功率设定信号、一反映有功功率校正信号的信号及一反 映逆变器有功功率的信号，W产生一加速度信号；一第一积分单元，用W接收该加速度信号 W产生一第一频率控制信号；一前馈计算单元，用W接收该加速度信号W产生一第二频率 控制信号；一第二调节单元，用W接收一频率前馈信号和该第一频率控制信号W产生一第 H频率控制信号；一第H调节单元，用W接收该第二频率控制信号和该第H频率控制信号， 输出一反映逆变器输出电压频率的控制信号；W及一第二积分单元，用W接收该反映逆变 器输出电压频率的控制信号W产生反映该逆变器输出电压相位的角度控制信号。
[0018] 为达上述目的，本
【发明内容】
的又一技术方案是关于一种无功功率控制电路，包含： 一无功偏差产生单元，用W接收一无功功率设定信号、一反映逆变器无功功率的信号及一 反映无功功率校正信号的信号，W产生一无功功率偏差信号；一电压调节单元，用W接收该 无功功率偏差信号W产生反映逆变器输出电压幅值的一第一幅值控制信号；W及一第四调 节单元，用W接收一电压前馈信号和该第一幅值控制信号，输出反映该逆变器输出电压幅 值的电压幅值控制信号。
[0019] 为达上述目的，本
【发明内容】
的又一技术方案是关于一种无功功率控制电路，包含： 一无功偏差产生单元，用W接收一无功功率设定信号、一反映逆变器无功功率的信号及一 反映无功功率校正信号的信号，W产生一无功功率偏差信号；一励磁调节单元，用W接收该 无功功率偏差信号W产生反映逆变器输出电压幅值的第一励磁控制信号；W及一第五调节 单元，用W接收一励磁前馈信号和该第一励磁控制信号，输出反映该逆变器输出电压幅值 的虚拟励磁控制信号。
[0020] 因此，根据本发明的技术内容，本发明实施例提出一种控制信号产生系统及其逆 变器控制装置，属于电压源型并网技术，并采用受控电压源特性并网（类似于电力系统中 的同步发电机）W与电网的电压和/或频率一并调节，从而提高电网的稳定性。此外，本发 明实施例提出的控制信号产生系统及其逆变器控制装置可同时相容并网模式和独立模式， 无须切换控制架构，且并离网切换过程中负载供电不受干扰，W实现电网与微网间的无缝 切换。
[0021] 在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本 发明的基本精神及其他发明目的，W及本发明所采用的技术手段与实施方式。
【附图说明】
[0022] 为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说 明如下：
[0023] 图1是依照本发明一实施例绘示一种逆变器控制装置的示意图；
[0024] 图2是依照本发明另一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电路 示意图；
[0025] 图3是依照本发明再一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电路 示意图；
[0026] 图4(a)和图4(b)分别示出逆变器输出有功功率在不同下垂斜率参数时，未设置 前馈计算单元与设有前馈计算单元时的动态响应曲线示意图；
[0027] 图5是依照本发明又一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电路 示意图；
[0028] 图6(a)和图6(b)分别示出当电网电压的频率发生波动时，未设置频率前馈单元 与设有频率前馈单元时的逆变器有功功率的动态相应曲线示意图；
[0029] 图7是依照本发明另一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电路 示意图；
[0030] 图8(a)和图8(b)分别示出当电网电压的幅值发生波动时，未设置电压前馈单元 (或励磁前馈单元）与设有电压前馈单元（或励磁前馈单元）时的逆变器无功功率的动态 相应曲线示意图；
[0031] 图9是依照本发明再一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电路 示意图；
[0032] 图10是依照本发明又一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电 路W意图；
[0033] 图11是依照本发明另一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电 路W意图；
[0034] 图12是依照本发明再一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电 路W意图；
[0035] 图13是依照本发明又一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电 路W意图；
[0036] 图14是依照本发明另一实施例绘示一种如图1所示的逆变器控制装置的详细电 路W意图；
[0037] 图15是依照本发明再一实施例绘示一种逆变器控制装置的示意图；
[0038] 图16是依照本发明又一实施例绘示一种逆变器控制装置的示意图；
[0039] 图17是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器控制装置的示意图；
[0040] 图18是依照本发明再一实施例绘示一种逆变器控制装置的示意图；
[0041] 图19是依照本发明又一实施例绘示一种逆变器控制装置的示意图；
[0042] 图20是依照本发明一实施例绘示一种控制信号产生系统的示意图；
[0043] 图21是依照本发明另一实施例绘示一种控制信号产生系统的示意图；
[0044] 图22是依照本发明再一实施例绘示一种控制信号产生系统的示意图。
[0045] 根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制