逆变器设计部分因素_逆变器设计综述报告

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1.模糊逻辑控制：利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。先通过传感器把要监测的物理量变成电量，再通过模数转换器转换成模糊集合的隶属函数，这一步就称为精确量的模糊化或者模糊量化，其目的是把传感器的输入转换成知识库可以理解和操作的变量格式。根据模糊逻辑推理得到的输出模糊隶属函数，用不同的方法找一个具有代表性的精确值作为控制量，这一步称为模糊输出量的解模糊判决；其目的是把分布范围概括合并成单点的输出值，加到执行器上实现控制。

2、孤岛效应

孤岛现象是指当电网由于电气故障或自然因素等原因中断供电时，光伏并网发电系统仍然向周围的负载供电，从而形成一个电力公司无法控制的自给供电孤岛，容易造成设备损坏和人员伤亡。

3、主动孤岛效应检测

原理：在控制变量：电流幅值、频率或相位中加入了适当的扰动量，同时检测逆变器的输出情况。当电网正常工作时,由于电网的平衡作用, 扰动信号不足以改变并网逆变器的输出特性；当电网故障或者掉电时，由于扰动信号的反馈作用，并网逆变器的输出特性就会快速累积并且超出允许范围,从而实现了快速检测。

优点：精度高，检测盲区小等。

缺点：当局部电网存在多个分布式能源系统时，主动检测效果下降。有功功率扰动法：

就是周期性的改变并网逆变器输出电流值的大小，同时检测逆变器公共连接点a点的电压大小变化情况。在电网正常工作的情况下，电流的扰动不会改变电网电压的波动

当孤岛发生时逆变器检测到的逆变器输出电压将会发生大的变动，从而可以判断孤岛的发生。优点：实现简单，另外不会增大并网电流的谐波失真值的优点 缺点：对于大功率集中型并网装置而言，人为的改变有功功率的输出会对局部电网产生不可小视的冲击。当孤岛中同时存在多个光伏并网系统供电时，难以做到对多个并网系统功率的同步干扰。

主动频率扰动法（Active frequency drift：AFD）：

对并网输出电流的频率施加一个扰动信号，使得并网电流的频率发生变化。

当电网正常工作时,由于电网的平衡作用, 扰动信号不足以改变逆变器输出电流的频率 当电网故障或者掉电时，由于扰动信号的反馈作用，逆变器输出电流的频率就会快速累积并且超出允许范围,从而实现了快速检测。这种方法由于人为加入扰动信号会影响并网逆变器输出电流的质量。对于RLC负载存在检测盲区 滑模频率偏移法 ：

该方法与主动频率扰动法的工作原理类似，两者主要区别在于AFD法对频率引入了扰动，而滑模频率偏移法是对逆变器输出电压的相角进行扰动。

4、被动孤岛效应检测

原理：被动式检测方法是利用电网发生断电时逆变器的输出电压幅值、相位、频率或谐波的改变来直接甄别系统是否发生孤岛状况的。优点：检测方法简单，对系统运行无干扰等。缺点：当光伏系统输出功率与负载功率平衡时，被动式检测方法将失去孤岛效应检测能力，因此存在较大的非检测区域(Non-Detection Zone，NDZ)。电压、频率检测

原理：当并网逆变器输出功率(有功功率、无功功率)与负载需求功率不匹配，电压或频率将产生变化，一旦超出正常范围，保护电路使并网逆变器停止运行。

相位检测

原理：电网出现故障时，光伏发电系统所带的负载阻抗会发生变化，导致电网故障前后逆变器输出电压和输出电流之间相位发生明显变化，系统可以根据相位的变化情况来判断电网是否出现故障。电压谐波检测

原理：当系统与电网断开时，其输出电流在经过变压器等非线性设备时将会产生大量的谐波，监测线路电压的谐波量，当发现谐波量突然增加时，就可以认为发生了孤岛现象。

5、MPPT MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器。MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。光伏电池的输出功率与MPPT控制器的工作电压有关，只有工作在最合适的电压下，它的输出功率才会有个唯一的最大值。日照强度为1000W/㎡，U=24V,I=1A；U=30V,I=0.9A；U=36V,I=0.7A；可见30的电压下输出功率最大。

6、锁相环(phase locked loop)，就是锁定相位的环路。学过自动控制原理的人都知道，这是一种典型的反馈控制电路，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，一般用于闭环跟踪电路。是无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，主要有VCO（压控振荡器）和PLL IC（锁相环集成电路）,压控振荡器给出一个信号,一部分作为输出，另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较，为了保持频率不变，就要求相位差不发生改变，如果有相位差的变化，则PLL IC的电压输出端的电压发生变化，去控制VCO,直到相位差恢复，达到锁相的目的。能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。

7.BOOST电路

the boost converter，或者叫step-up converter是一种开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。

8、脉冲宽度调制

Pulse Width Modulation

PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。

9、IPM器件

IPM（Intelligent Power Module）,即智能功率模块，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。IPM一般使用IGBT作为功率开关元件，内藏电流传感器及驱动电路的集成结构。IPM以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种非常理想的电力电子器件。功率因数：

电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数