光伏逆变器的脉宽调制技术
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略太阳能光伏逆变器是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电的装置。
逆变器控制策略的目标是使光伏逆变器在不同工作条件下都能实现高效稳定的电能转换。
以下是几种常见的太阳能光伏逆变器控制策略。
1. MPPT（最大功率点跟踪）控制策略：MPPT是光伏逆变器的核心控制策略之一，其目的是通过不断调整电压和电流，使光伏电池板输出的直流电功率达到最大值。
MPPT控制策略通常采用水平搜索算法或者增量式阻抗匹配算法来实现。
水平搜索算法基于离散化电压电流曲线，不断变化光伏板的工作电压和电流，最终找到最大功率点。
增量式阻抗匹配算法则是根据逆变器输出功率的变化率来实时调整逆变器工作点，使其趋向于最大功率点。
2. PWM（脉宽调制）控制策略：PWM控制策略是通过不断调整逆变器输出的脉冲宽度，实现直流电到交流电的转换。
PWM控制策略将直流电转换为包含多个短暂高电平脉冲的交流电信号，通过调整脉冲宽度和周期，可以控制输出交流电的电压和频率。
PWM控制策略通常采用比较器、计数器和多路开关等电路元件来实现。
3. 网络功率控制策略：网络功率控制策略是根据光伏逆变器连接的电网的电压和频率来实时调整逆变器输出的交流电功率。
当电网电压或者频率有较大波动时，逆变器会通过降低或者提高输出功率来调整与电网的匹配度。
这种控制策略可以保证逆变器和电网的稳定运行，同时也能避免逆变器因为电网不稳定而发生故障。
4. 增量式变压器控制策略：增量式变压器控制策略是通过不断调整输出变压器的变比，实现逆变器输出电压和电流的调整。
变压器控制策略通常根据逆变器的输出电压、电流和负载的变化来调整变压器的变比，使其能够适应不同的工作条件。
这种控制策略可以提高逆变器的稳定性和效率。
太阳能光伏逆变器的控制策略包括MPPT控制策略、PWM控制策略、网络功率控制策略和增量式变压器控制策略等。
这些控制策略旨在实现逆变器的高效稳定运行，提高太阳能光伏系统的电能转换效率。
逆变器调制度
逆变器调制度逆变器调制度是指逆变器中电源开关的开启与关闭时间比例，用于控制逆变器的输出波形。
调制度主要由PWM（脉宽调制）技术实现，可以灵活地调节逆变器的输出电压和频率，以满足不同电力需求。
下面将介绍逆变器调制度的一些参考内容。
1. 调制度的定义和原理：调制度是指逆变器开启时间和关闭时间的比例，通常用占空比（Duty Cycle）来表示，即开启时间与一个周期时间（T）的比值。
例如，50%的调制度表示开启时间和关闭时间相等。
逆变器的调制度可以通过改变开启和关闭时间的比例来改变输出电压和频率。
2. 影响调制度的因素：调制度的大小会影响逆变器的输出波形质量和效率。
因此，调制度的确定需要考虑一些重要因素，如输出电压的稳定性、波形失真、电流谐波、开关损耗等。
合理选择调制度可以在满足输出电力需求的同时，保证逆变器的工作效果和寿命。
3. 调制方式：逆变器的调制方式有多种，常见的有脉宽调制（PWM）、正弦脉宽调制（SPWM）、三角脉宽调制（TPWM）等。
不同的调制方式对调制度的计算和实现有所差异，但基本原理相似。
4. 调制度的计算：调制度的计算可以通过逆变器电路的工作原理和各元器件的参数来确定。
例如，在PWM调制方式下，调制度可以通过控制信号的占空比来实现。
对于一个周期为T的PWM信号，其周期内的开启时间（Ton）和关闭时间（Toff）可以通过调制度来计算。
具体计算公式为：调制度 = Ton / (Ton + Toff)。
5. 调制度的优化：为了提高逆变器的输出质量和效率，调制度的选择需要经过优化。
优化调制度可以从多个方面考虑：首先，考虑输出电压的稳定性和波形失真，选择合适的调制度可以减小输出波形的谐波含量，提高输出电压的质量；其次，考虑开关损耗，选择合适的调制度可以降低开关损耗，提高逆变器的效率。
6. 调制度的调节：逆变器的调制度可以通过控制信号的频率和占空比来实现。
通过改变控制信号的频率，可以改变逆变器的输出频率；通过改变占空比，可以调节输出电压的大小。
光伏逆变器原理
光伏逆变器原理光伏逆变器原理是将光伏电池数组所产生的直流电能，转换为交流电能输出到电网供电的装置。
光伏逆变器的工作原理是经过直流开关将输入的直流电能进行一系列的电子元件和控制逻辑的处理后，最终输出交流电能。
具体来说，光伏逆变器内部主要包括直流输入端、中间电路、交流输出端以及控制电路四个部分。
首先，直流输入端接收光伏电池阵列输出的直流电能，并通过滤波电感和电容进行滤波，以去除掉直流电中的脉动。
然后，被滤波后的直流电能进入中间电路。
中间电路是光伏逆变器的核心部分，其主要功能是将直流电能进行变换和储存。
首先，直流电能经过升压变换电路将其提高到一个更高的电压水平，以便更好地适应后续的处理要求。
然后，经过一个电容进行电能的储存，以平滑电压波动。
在这个过程中，中间电路还会进行一些保护措施，如过压保护和过流保护，以确保系统的安全运行。
接下来，经过中间电路处理后的直流电能进入交流输出端。
交流输出端会将直流电能转换为交流电能，并利用PWM（脉宽调制）技术将输出的交流电能的波形进行调整，以使其符合电网的电压和频率要求。
同时，交流输出端还会对输出电能进行滤波处理，以消除由于电路变换带来的电压和电流谐波。
最后，所有处理完成的交流电能通过交流输出端输出到电网中，为用户提供电力供应。
同时，光伏逆变器内部还会通过控制电路对逆变器的整个工作过程进行监控和调节，以确保光伏逆变器的高效、稳定和安全运行。
总之，光伏逆变器利用先进的电子元件和控制逻辑，将直流的光伏电能转换为交流电能，并通过滤波和调整波形等一系列处理，最终将交流电能输出到电网中。
这样，光伏逆变器可以实现光伏电池阵列与电网之间的高效连接和能量转换，为可再生能源的利用提供了重要支持。
光伏逆变器工作原理
光伏逆变器工作原理
光伏逆变器作为光伏发电系统的关键设备，主要用于将光伏电池组发出的直流电转换成交流电，以满足电网输送或者供给给住户使用。
其工作原理主要分为以下几个步骤：
1. 光伏电池的直流电输入：光伏逆变器首先通过直流输入端口接收来自光伏电池阵列的直流电能。
2. MPPT（最大功率点跟踪）：光伏逆变器内置MPPT控制器，通过监测光伏电池组的输出电压和电流，实时跟踪最大功率点，并调节输入电压和电流以确保光伏电池组以最佳工作状态工作。
3. 直流电-交流电变换：光伏逆变器将直流电信号转换为交流
电信号。
这一过程主要通过使用高频PWM（脉宽调制）技术
来实现。
通过逆变器内部的电子开关，将直流电能转换为交流电信号，并通过输出端口传输到电网或负载。
4. 输出电网连接和工作模式选择：光伏逆变器可以选择不同的工作模式，包括并网模式和离网模式。
在并网模式下，逆变器将交流电能发送到电网中，以满足电网供电需求，并与电网保持同步。
在离网模式下，逆变器可以将交流电能供给负载，同时也可以将多余的电能存储或馈回电网。
5. 目标电压输出控制：光伏逆变器还可以根据需求控制输出电压，以适应不同负载的要求。
通过内部的电压控制回路，逆变器可以稳定输出电压，并提供相应的保护机制来防止电压过高或过低。
总体而言，光伏逆变器通过将光伏电池组的直流电能转换成交流电能，实现将太阳能转化为可供给电网或负载使用的电能。
其工作原理涉及到电子开关、控制器和保护机制等关键部件，以确保逆变器的稳定工作和安全性能。
光伏逆变器分类有哪些？光伏逆变器是干什么用的？
光伏逆变器分类有哪些？光伏逆变器可以根据其工作原理、输出波形和应用领域等进行分类。
以下是一些常见的光伏逆变器分类：1.基于工作原理：-串联逆变器：将多个光伏电池组串联成为一个高电压的直流输入，然后将其转换为交流电输出。
-并联逆变器：将多个光伏电池组并联，使得总电流增加，然后将其转换为交流电输出。
-桥逆变器：采用桥式电路进行直流到交流的转换。
-中间频率逆变器：通过将直流输入转换为中间频率交流，在变压器中进行转换，最后得到所需的交流输出。
2.基于输出波形：-正弦波逆变器：输出是纯正弦波形，适合对电源质量要求较高的应用。
-修正正弦波逆变器：输出波形是修正的正弦波形，某些谐波成分被削减，适用于大多数家庭和商业应用。
-方波逆变器：输出波形是方波形，简单且成本较低，但会引入更多的谐波。
-脉宽调制（PWM）逆变器：使用高频PWM技术产生接近正弦波的输出波形。
3.基于应用领域：-独立逆变器：适用于独立于主电网的独立发电系统，如照明、电力供应等。
-并网逆变器：将光伏电源与主电网连接，在不需要的时候将多余的电能注入到电网中，并从电网中获取不足的电能。
-微网逆变器：可以实现微网系统的组网和管理，将不同的电源（如太阳能、风能等）与负载连接起来。
这些是一些常见的光伏逆变器分类，不同类型的逆变器具有不同的特点和适用场景。
需要根据具体的需求和应用场景选择合适的逆变器类型。
光伏逆变器是干什么用的？光伏逆变器是用于将光伏电池板（太阳能电池板）产生的直流电转换为交流电的设备。
光伏电池板能够将阳光转化为直流电，而光伏逆变器则将这种直流电转换为我们平常所使用的交流电，以供给家庭、工业和商业等领域使用。
光伏逆变器的主要作用如下：1.电能转换：将太阳能电池板输出的直流电转换为交流电，以满足电网供电的需求。
交流电是我们日常生活和工业生产中所使用的电能形式。
2.并网注入：对于接入电网的光伏系统，光伏逆变器可以将多余的电能注入到电网中，以减少对电网的依赖，并能够获得一定的上网收益。
脉冲宽度调制(PWM)技术原理
一、PWM技术原理由于全控型电力半导体器件的出现，不仅使得逆变电路的结构大为简化，而且在控制策略上与晶闸管类的半控型器件相比，也有着根本的不同，由原来的相位控制技术改变为脉冲宽度控制技术，简称PwM技术。
PwM技术可以极其有效地进行谐波抑制，在频率、效率各方面有着明显的优点使逆变电路的技术性能与可靠性得到了明显的提高。
采用PwM方式构成的逆变器，其输人为固定不变的直流电压，可以通过PwM技术在同一逆变器中既实现调压又实现调频。
由于这种逆变器只有一个可控的功率级，简化了主回路和控制回路的结构，因而体积小、质量轻、可靠性高。
又因为集凋压、调频于一身，所以调节速度快、系统的动态响应好。
此外，采用PwM技术不仅能提供较好的逆变器输出电压和电流波形，而且提高了逆变器对交流电网的功率因数。
把每半个周期内，输出电压的波形分割成若干个脉冲，每个脉冲的宽度为每两个脉冲间的间隔宽度为t2，则脉冲的占空比γ为此时，电压的平均值和占空比成正比，所以在调节频率时，不改变直流电压的幅值，而是改变输出电压脉冲的占空比，也同样可以实现变频也变压的效果。
二、正弦波脉宽调制(sPwM）1．sPwM的概念工程实际中应用最多的是正弦PwM法(简称sPwM)，它是在每半个周期内输出若干个宽窄不同的矩形脉冲波，每一矩形波的面积近似对应正弦波各相应每一等份的正弦波形下的面积可用一个与该面积相等的矩形来代替，于是正弦波形所包围的面积可用这N个等幅(Vd)不等宽的矩形脉冲面积之和来等效。
各矩形脉冲的宽度自可由理论计算得出，但在实际应用中常由正弦调制波和三角形载波相比较的方式来确定脉宽：因为等腰三角形波的宽度自上向下是线性变化的，所以当它与某一光滑曲线相交时，可得到一组幅值不变而宽。
度正比于该曲线函数值的矩形脉冲。
若使脉冲宽度与正弦函数值成比例，则也可生成sPwM波形。
在工程应用中感兴趣的是基波，假定矩形脉冲的幅值Vd恒定，半周期内的脉冲数N也不变，通过理论分析可知，其基波的幅值V1m脉宽δi有线性关系在进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略太阳能光伏逆变器是将太阳能电池板所产生的直流电转换成交流电供应给电网或者电器设备使用的关键设备，其控制策略直接影响到逆变器的性能和效率。
以下是常见的太阳能光伏逆变器控制策略。
1. PWM（脉宽调制）控制策略PWM控制策略是目前应用最广泛的逆变器控制策略之一。
该控制策略通过调节逆变器的开关管的导通和断开时间来控制输出电压。
具体来说，当直流电压低于设定值时，逆变器开启开关管，允许直流电流流入电路，直到直流电压达到设定值；当直流电压超过设定值时，逆变器关闭开关管，截断直流电流，直到直流电压降至设定值以下。
通过不断调整开关管的导通断开时间，可以实现稳定的交流输出。
2. MPPT（最大功点追踪）控制策略MPPT控制策略是为了提高太阳能光伏系统的效率而设计的。
该控制策略采用电流-电压特性曲线上的最大功率点进行调节，以确保太阳能电池板能够以最大功率输出电能。
具体来说，MPPT控制策略会不断调整逆变器输入端的电压和电流，使得太阳能电池板输出功率达到最大。
3. 直接功率控制策略直接功率控制策略是一种利用太阳能电池板输出功率直接控制逆变器输出电压和电流的方法。
该控制策略通过监测太阳能电池板输出功率的变化，调整逆变器的输出电压和电流，以实现太阳能电池板的最大输出功率。
4. 进阶控制策略除了上述常见的控制策略外，还有一些进阶的控制策略，如预测控制和模型预测控制等。
这些控制策略通过建立太阳能电池板和逆变器之间的数学模型，预测未来的电力输出和负荷需求，并根据预测结果进行逆变器的控制，以实现更高的能源利用率和响应能力。
太阳能光伏逆变器的控制策略有PWM控制策略、MPPT控制策略、直接功率控制策略和进阶控制策略等。
不同的控制策略适用于不同的应用场景，可以根据具体需求选择合适的控制策略来提高逆变器的性能和效率。
简述SPWM的基本原理及应用
简述SPWM的基本原理及应用1. 什么是SPWMSPWM（Sine-wave Pulse Width Modulation），中文名为正弦波脉宽调制，是一种常用的调制技术。
它通过将一个参考信号与一个三角波进行比较，通过改变脉冲宽度来实现输出波形的调制。
SPWM技术广泛用于电力电子领域，特别是在交流调压供电系统中，通过控制晶闸管或IGBT开关管的通断条件，控制输出电压的大小和波形。
SPWM能够产生质量较高的交流电源，被广泛应用于交流电动机驱动、UPS、逆变器等领域。
2. SPWM的基本原理SPWM的基本原理是通过对比参考信号与三角波信号的相位差，确定脉冲宽度的长度，从而控制输出波形的形状。
具体原理如下：•生成参考信号：根据输入的目标频率和幅值，生成一个和所需输出波形一致的正弦信号。
•生成三角波信号：三角波信号是一种连续的、呈线性变化的信号，通常由一个积分单元产生。
该信号用于与参考信号进行比较。
•比较参考信号与三角波信号相位差：参考信号和三角波信号在一个比较器中进行比较，产生一个以三角波信号为基准的脉冲信号。
•控制脉冲宽度：当参考信号的幅值大于三角波信号的幅值时，脉冲宽度较宽；反之，若参考信号幅值小于三角波信号幅值，则脉冲宽度较窄。
•输出波形调制：通过控制脉冲宽度的变化，实现对输出波形的调制。
脉冲宽度的改变导致输出波形的有效值和形状发生变化。
3. SPWM的应用SPWM技术在电力电子领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：3.1 交流电动机驱动SPWM技术可以用于交流电动机驱动系统中，通过控制变频器输出的电压和频率，实现对电动机的速度和转矩的精确控制。
通过调整脉冲宽度和频率，可以使电动机在不同负载条件下运行效果更佳。
3.2 UPS（不间断电源）UPS系统通常使用SPWM技术来实现交流电转直流电并通过逆变器将直流电转换为交流电供应给负载。
SPWM技术可以提供较高的转换效率和高质量的输出电压，保证负载设备的稳定供电。
光伏逆变器简介(完整版)解读
图 3 推挽逆变原理图
半桥逆变拓扑：
图4 所示的半桥逆变电路，其功率开关元器件也比较少，结构简单， 但主电路交流输出的电压幅值仅为ui/2，在同等容量下，其功率开关的额 定电流为全桥逆变电路中的功率元器件额定电流的2 倍，由于分压电容 的作用，该电路还具有较强的抗电压输出不平衡能力。
图 4 半桥逆变原理图
（2）阶梯波逆变器
此类逆变器输出的电压波形为阶梯波。逆变器实现阶梯波输出也 有多种不同的线路。输出波形的阶梯数目差别很大。 阶梯波逆变器的优点是 ：输出波形比方波有明显改善 ，高次谐波 含量减少，当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波，当采用 无变压器输出时整机效率很高。 缺点是阶梯波叠加线路使用的功率开关较多，其中还有些线路形 式还要求有多组直流电源输入。这给太阳能电池方阵的分组 与 接线 和蓄电池的均衡充电均带来麻烦 。此外阶梯波电压对收音机和某些通 讯设备仍有一些高频干扰。
• （2）要求具有较高的可靠性
目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就 要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种 保护功能，如 ：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保 护等。
• （3）要求输入电压有较宽的适应范围
由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电 池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在 10V~16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常 工作。
4、电压电流双闭环瞬时控制
电压单闭环控制在抵抗负载扰动方面的缺点与直流电机的转速单闭环 控制比较类似，具体表现在只有当负载（电流、转矩）扰动的影响最终在 系统输出端（电压、转速）表现出来后，控制器才开始有反应，基于这一 点，可以再电压外环基础上加一个电流内环，利用电流内环快速，及时的 抗扰性来抑制负载波动的影响，同时由于电流内环对被控对象的改造作用， 使得电压外环调节可以大大的简化。
逆变电源方案 脉宽调制技术应用、优点
逆变电源的优点：
10.1数字控制(DSP)采用先进的控制方法和智能控制策略，使
得逆变电源的智能化程度更高，性能更加完美； 10.2控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，
而不必改动硬件电路；
LOGO 10.3控制系统的可靠性提高，易于标准化； 10.4系统维护方便。系统一旦出现故障，可以很方便地通过 RS232接口或USB接口进行调试、故障查询、故障诊断、软件 修复，甚至控制参数的在线修改和调试； 10.5系统的一致性较好，成本低，生产制造方便。
在调制波大于载波的部分产生一组幅值相等而宽度正比于调制波的矩形脉冲序列用来等效调制波用开关量取代模拟量并通过对逆变电源开关管的通断控制把直流电变成交流电这种技术就叫做脉宽控制逆变技术
LOGO
逆变电源方案 脉宽调制技术应用、优点
8Hale Waihona Puke 开 发，帮 我 开 发 逆变电源中的脉宽调制技术应用：
基本型方波逆变电源电路简单，但输出电压波形的谐波含量过大， 亦既THD（电流谐波畸变率）过大；移相多重叠加逆变电源输出
Wave）进行波形比较。
在调制波大于载波的部分产生一组幅值相等，而宽度正比于调制 波的矩形脉冲序列用来等效调制波，用开关量取代模拟量，并通 过对逆变电源开关管的通/断控制，把直流电变成交流电，这种技 术就叫做脉宽控制逆变技术。
由于载波三角波（或锯齿波）的上下款度是线性变化的，故这种技 术就叫做脉宽控制逆变技术。由于载波三角波（或锯齿波）的上下 宽度是线性变化的，故这种调制方式也是线性的，当调制波为正弦 波时，输出矩形脉冲序列的脉冲宽度按正弦规律变化，这种调制技 术通常又称为正弦脉宽调制（Sinusoida PWM)技术。
电压波形的谐波含量小，亦即THD小，但电路较复杂。而PWM
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略太阳能光伏逆变器控制策略是指控制逆变器输出电压和频率以实现太阳能光伏发电系统的最大功率跟踪和电网连接。
逆变器控制策略的好坏直接影响着光伏电站的发电效率和发电质量，因此设计一种高效可靠的控制策略对于太阳能光伏逆变器的运行非常重要。
传统的太阳能光伏逆变器控制策略主要包括脉宽调制(PWM)和最大功率点跟踪 (MPPT)。
PWM控制策略通过调节逆变器的开关器件，将直流输入电压转换为交流输出电压，使其接近于正弦波。
这种控制策略具有简单可靠的特点，但是其输出电压和频率固定，无法适应光伏发电系统输出功率的变化。
而MPPT控制策略通过不断调整逆变器的工作状态，使其输出功率达到最大值。
这种控制策略可以有效提高光伏电站的发电效率，但是在运行过程中会产生大量的功耗，降低了系统的实际发电量。
针对以上存在的问题，近年来提出了一些新的太阳能光伏逆变器控制策略。
一种是基于直接功率控制 (DPC) 的策略。
这种策略通过对逆变器直接进行功率控制，实现了在变化的光照条件下发电功率的跟踪。
DPC控制策略可以大大减小系统的功耗，提高光伏电站的发电效率。
但是由于其控制器的复杂性和高成本，目前还没有得到广泛应用。
还有一些基于模型预测控制 (MPC) 和神经网络控制 (NNC) 的策略。
这些策略通过建立系统的数学模型或者利用神经网络模型来预测光伏电站的输出功率，然后采取相应的控制措施。
这种控制策略具有较高的鲁棒性和适应性，但是需要较高的计算资源和较长的响应时间。
太阳能光伏逆变器控制策略是太阳能光伏发电系统中非常重要的一环。
针对不同的应用场景和要求，可以选择不同的控制策略来实现最佳的发电效果。
但是需要注意的是，在实际的应用中，控制策略的选择应综合考虑电网连接要求、发电效率和成本等因素，以实现最佳的控制效果。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器是将太阳能光伏电池板产生的直流电转换为交流电供电的设备。
逆变器的控制策略在很大程度上决定了逆变器的性能和效率。
本文将讨论几种常见的太阳能光伏逆变器控制策略。
1. 基于PWM的控制策略：这是一种基于脉宽调制（PWM）的逆变器控制策略。
逆变器会根据太阳能电池板的输出电压和电流，在每个电网周期内选择合适的脉宽和频率来产生交流电。
该策略可以实现高效率的逆变器运行，并且能够控制输出电压和频率的稳定性。
2. MPPT控制策略：最大功率点追踪（MPPT）是指逆变器能够根据太阳能电池板的当前工作点，调整其工作状态以实现最大功率输出。
MPPT控制策略可以使逆变器在不同光照条件下实现最佳效能，并最大程度地利用太阳能电池板的能量。
3. 基于滞后控制的策略：滞后控制策略是一种用于提高逆变器性能的控制方法。
该策略使用滞后网络来调整逆变器的输出电压和频率，以实现更好的逆变器性能和稳定性。
4. 基于模型预测的控制策略：模型预测控制策略利用逆变器的数学模型来进行预测和优化控制。
该策略可以通过预测逆变器的输出电压和频率，来优化逆变器的工作状态，提高逆变器的效率和稳定性。
太阳能光伏逆变器的控制策略可以根据具体应用需求和逆变器的特点来选择。
不同的控制策略有不同的优缺点，需要根据实际情况来判断选择。
在设计和应用太阳能光伏逆变器时，合理选择控制策略可以提高逆变器的效率和性能。
逆变器调制度
逆变器调制度逆变器是一种将直流电转换为交流电的电器设备。
在各种应用中，逆变器广泛用于太阳能发电系统、风能发电系统、电动车辆、工业电力传输等领域。
调制度在逆变器中起着至关重要的作用，它决定了逆变器输出交流电的质量和稳定性。
调制度是指逆变器输出波形与期望的正弦波之间的相似程度。
正弦波是稳定、纯净和频率恒定的波形，是交流电的理想输出。
然而，在逆变器中，直流电源经过逆变转换成交流电时，输出的波形通常会略有变形和失真。
调制度就是用来衡量这种波形失真程度的一个指标。
常见的逆变器调制技术有脉宽调制（PWM）和脉频调制（PFM）两种。
脉宽调制是通过改变逆变器输出波形的脉冲宽度来控制电压的。
它通过对比真实的正弦波和逆变器输出波形的差异来调整脉冲宽度，使输出波形更接近正弦波。
脉频调制则是通过改变逆变器输出波形的脉冲频率来控制电压的。
它通过对比真实正弦波和逆变器输出波形的差异，调整脉冲频率来接近正弦波。
脉宽调制由于比较精确地衡量了输出波形和理想正弦波之间的差异，因此在逆变器控制中被广泛采用。
为了提高逆变器的调制度，可以采取以下措施：1.优化控制算法：采用先进的调制算法能够更准确地测量逆变器输出波形和理想正弦波之间的差异，并相应地调整脉冲宽度或脉冲频率，以实现更高的调制度。
2.提高采样频率：增加逆变器测量输出波形和理想正弦波之间差异的采样频率，能够更准确地控制脉冲宽度或脉冲频率，从而增加调制度。
3.优化硬件设计：逆变器的硬件设计也会对调制度产生影响。
采用高质量的电子元件、降低输出滤波器的失真等措施可以减小电路中的非线性失真，提高调制度。
4.设定合理的输出功率：逆变器的输出功率在一定范围内不应过大或过小，过大会导致过载损耗，过小则可能影响调制度。
因此，合理设定输出功率有助于提高逆变器的调制度。
综上所述，逆变器调制度是衡量逆变器输出波形与理想正弦波之间相似程度的一个指标。
通过优化控制算法、提高采样频率、优化硬件设计和设定合理的输出功率等方法，可以提高逆变器的调制度。
光伏逆变器简介完整版
（2）现代控制理论的控制策略：
1、多变量状态反馈控制 多变量状态反馈控制的优点在于可以大大改善系统的动态品质，因为 它可以任意的配置系统的极点，但是建立逆变器的状态模型时很难将负载 的动态特性考虑在内，所以，状态反馈只能针对空载或假定负载进行，对 此应采用负载电流前馈补偿，预先进行鲁棒性分析，才能使系统有好的稳 态和动态性能。 2、无差拍控制 无差拍控制的基本思想是将给定的正弦参考波形等间隔的划分成若干 个周期，根据每个采样周期的起始值采用预测算法计算出在采样结束时
图2 高频环节逆变原理图
单相逆变电路拓扑的介绍：
实现逆变有很多种典型的电路拓扑，主要有推挽逆变拓扑、半桥 逆变拓扑、全桥逆变拓扑三种，下文将对这三种拓扑进行介绍。
推挽逆变拓扑：
图3 所示的推挽电路只用两个开关元器件，比全桥电路少用了 一半的开关器件，可以提高能量利用率，另外驱动电路具有公共地， 驱动简单，适用原边电压比较低的场合，但由于本身电路的结构特点， 推挽电路拓扑无法输出正弦电压波形，只能输出方波电压波形，适用 于1KW 以下的方波电压方案。
按逆变器输出电压或电流的波形分可分为： （1）方波逆变器
方波逆变器输出的电压波形为方波，此类逆变器所使用的逆变电 路也不。设计功率一般在百瓦至千瓦之间。 方波逆变器的优点是：线路简单，维修方便，价格便宜。 缺点是方波电压中含有大量的高次谐波，在带有铁心电感或变压 器的负载用电器中将产生附加损耗，对收音机 和某些通讯设备有干 扰。此外，这类逆变器还有调压范围不够宽，保护功能不够完善，噪 声比较大等缺点。
（3）正弦波逆变器
正弦波逆变器输出的电压波形为正弦波 正弦波逆变器的优点是：输出波形好，失真度很低，对收音机及通讯设备 干扰小，噪声低。此外，保护功能齐全，整机效率高。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略随着太阳能光伏的逐步发展，太阳能光伏逆变器的控制策略也变得越来越成为人们关注和研究的焦点。
太阳能光伏逆变器控制策略的优化，对于提高太阳能光伏发电系统的效率和可靠性，减少成本，具有非常重要的意义。
本文将针对太阳能光伏逆变器的控制策略展开阐述，包括传统的控制策略，以及近年来发展的新型控制策略。
传统的太阳能光伏逆变器控制策略有两种，分别为基于PWM控制和MPPT控制。
PWM控制策略是指采用脉宽调制的方式对太阳能光伏输入信号进行处理，得到逆变输出信号，从而实现控制的策略。
这种控制策略主要分为三个步骤，即调制，过滤和逆变。
其中调制是最关键的一步，通过调制信号的占空比，可以实现输出电压的调节。
过滤步骤主要是为了去除高频干扰信号。
逆变步骤则是让直流信号变为交流信号，其中包括对输出波形的修正。
PWM控制策略可以有效的降低谐波扰动，提高功率传输效率，但是该控制策略缺少优化算法，输出动态性能差，容易产生谐波并影响电网的质量。
MPPT控制策略是指太阳能光伏逆变器的控制器通过调节输入电压和电流来实现最大功率点跟踪。
MPPT控制策略主要包括两种，一种是基于直接输出电压的控制策略，另一种则是基于电流和电压双环控制的策略。
基于直接输出电压的控制策略可以通过测量太阳能光伏的输出电压和电流来实现最大功率点跟踪，但是该方法不考虑功率变化率，存在路面板过电压或欠电压的风险。
基于电流和电压双环控制的策略则可以通过抑制幅度震荡来实现稳定的跟踪控制，但是需要复杂的控制算法，处理速度较慢。
近年来，随着新型控制策略的不断推出，太阳能光伏逆变器的控制效率和稳定性得到了极大的提高。
其中比较典型的控制策略有基于滑模变结构控制（SMC）和基于模型预测控制（MPC）的控制策略。
SMC控制策略可以通过实时调节系统参数来实现鲁棒控制，对于传感器故障等不确定性的扰动，具有良好的鲁棒性。
MPC控制策略则可以通过数学模型来预测系统的状态和未来动态变化，从而实现更加准确的控制策略。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略太阳能光伏逆变器控制策略是指通过对光伏逆变器的控制与调节，使其能够更加有效地将太阳能转化为电能，并将其输入到电网中。
目前，主要的太阳能光伏逆变器控制策略包括MPPT（最大功率点跟踪）、PWM（脉宽调制）与MPPT+PWM等。
MPPT是一种基于光伏电流与电压之间非线性关系的控制策略。
通过追踪光伏阵列的最大功率点，将光伏电池的输出功率最大化。
MPPT主要包括了一种称为P&O（Perturb and Observe）的算法，通过不断微小改变光伏电池的工作电压，并观察电池输出功率的变化，以找到最大功率点。
PWM是一种通过改变开关器件的开关频率与占空比来调节电压与电流的控制策略。
PWM 控制器通过对开关器件的开关信号进行控制，使光伏电池输出的电压与电流与设定的电网电压与电流保持一致。
PWM控制策略主要包括全桥逆变器控制、半桥逆变器控制与单相逆变器控制等。
MPPT+PWM是将MPPT与PWM两种控制策略结合起来的一种控制策略。
该控制策略可以进一步提高光伏发电系统的效率与稳定性。
通过MPPT控制器实时调节光伏电池的输出功率，然后通过PWM控制器将电能转化为电网适用的的交流电。
除了MPPT、PWM和MPPT+PWM控制策略外，还有一种叫做DAB（Dual-Active-Bridge）的控制策略。
DAB控制策略是一种基于双活桥拓扑结构的控制策略，能够提供更高的电能转换和输出效率。
DAB控制策略通过对拓扑结构的优化和参数的调整，可以实现更高的电能转换效率和更低的损耗。
在实际的太阳能光伏发电系统中，选择合适的控制策略对系统的稳定性和效率至关重要。
不同的控制策略适用于不同的应用场景，需要根据具体情况进行选择。
控制策略的设计还需要考虑系统的成本、可靠性和可维护性等因素。
随着技术的不断发展和进步，太阳能光伏逆变器的控制策略也会继续更新和优化，以适应日益增长的太阳能发电需求。
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Wei Xueye
产生单极性PWM模式的基本原理
Lecture 4
16 December, 2019
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4.3.2 双极性PWM模式
Wei Xueye
双极性PWM控制模式调制原理
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双 极 性 PWM 控 制 模 式 采 用 的 是 正负交变的双极性三角载波ut与调 制波ur，如左图所示，可通过ut与ur 的比较直接得到双极性的PWM脉冲， 而不需要倒相电路。
• 所谓SPWM，是指用正弦波为调制波，以N倍于调制波频率的三角波为载波进行波形比较，在
调制波大于载波的部分产生一组幅值相等、而宽度随正弦波幅值变化的矩形脉冲序列用来 等效调制波，通过对逆变电路开关管的通/断控制，把直流变成交流。根据输出滤波器的前 端电压SPWM波的极性，SPWM可分为单极性和双极性两种。
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面积等效法实现SPWM的原理
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4.5.1 计算法和调制法
• PWM逆变电路可分为电压型和电流型两种，目前实用的几乎都是电压型，SPWM波的开环 控制分为计算法和调制法。
• 计算法给出了逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数，SPWM波形中各脉 冲的宽度和时间间隔可以准确计算出来，按照计算的结果控制逆变电路中各个开关器件的通 断，以便得到所需要的PWM波。由于计算法较烦琐、计算量大，当输出正弦波的频率、幅 值或相位变化时，结果都要变化，所以较少使用。
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4.5.2 异步调制和同步调制
3．分段同步调制
把fr范围划分成若干个频段，每个频段内保持N恒定，不同频段的N不同。在fr高的频段采用较低的 N，使载波频率不致过高，在fr低的频段采用较高的N，使载波频率不致过低。
2．同步调制 同步调制是指N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。 基本同步调制方式，fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。三相共用一个三角波载波， 且取N为3的整数倍，使三相输出对称。为使一相的PWM波正负半周镜像对称，N应取奇数。当 N=9时的同步调制三相PWM波形如图4-14所示。 fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除；fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。 为了克服上述缺点，可以采用分段同步调制的方法。
与单极性模式相比，双极性PWM 模式控制电路和主电路比较简单， 然而对比单极性和图b可看出，单 极 性 PWM 模 式 要 比 双 极 性 PWM 模 式输出电压中、高次谐波分量小得 多，这是单极性模式的一个优点。
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4.4 正弦波脉宽调制技术
• 逆变器要求输出正弦波，其逆变电路在控制上采用正弦波脉宽调制技术。
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4.5 SPWM实现方案
SPWM波形生成主要有硬件调试和软件生成两种方法。其中，硬件调试法是按照SPWM波形生成 原理，用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路，用比较器来确定它们的交点，在交点 时刻对功率开关管的通、断进行控制，生成SPWM波形。但模拟电路结构复杂，难以实现精确的 控制。微处理技术及数字信号处理技术的发展使得用软件生成SPWM波形容易实现且控制精确， 因此，目前SPWM波形的生成和控制多采用软件法来实现。用软件生成SPWM波形基本算法包括 自然采样法、对称规则采样法、不对称规则采样法和面积等效法等。
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4.4.1 单相单极性SPWM
以右图单相全桥式DC/AC逆变电路来 说明单极性SPWM逆变的工作原理。 图中，VF1～VF4四只功率开关管构 成全桥式逆变电路，VF1～VF4的通/ 断受SPWM信号控制，SPWM驱动脉 冲宽度由正弦调制波Ur和三角载波 Uc决定。单极性SPWM控制的逆变电 路工作方式遵照以下原则：VF1和 VF2通/断互补，VF3和VF4通/断互补； 功率开关管VF1～VF4的通/断变化是 在Ur和Uc相交的时刻。单相单极性 SPWM的波形，Ug1～Ug4分别为 VF1～VF4上的驱动信号，Uo为逆变 电路的输出信号。
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4.5 SPWM实现方案
1）自然采样法。与硬件调试法的思想相同，按照SPWM控制的基本原理，在调制正弦波和三角 载波的自然交点时刻控制功率开关管的通断。因此，要准确生成SPWM波形，就需要准确地计算 出正弦波和三角波的交点。但由于载波和基准波交点的任意性，脉冲中心在单个周期内不等距， 使得脉冲宽度计算较为烦琐。若使用查表法来输出PWM波，其数据占用的内存过大，微处理器 无法进行实时等采样周期控制。 2）规则采样法。自然采样法的主要缺点是SPWM波形脉冲的起始和终止时刻对三角波的中心线 不对称，使得求解困难。规则采样法在三角波的固定点对正弦波进行采样，得到一个具体电压值 的阶梯波，用此阶梯波和三角波的交点作为SPWM波形的脉冲生成时刻。根据固定点的不同，规 则采样法分为对称采样和不对称采样两种。对称规则采样的固定采样点是三角波的顶点（或底 点），所得脉宽在一个载波周期内是对称的。此种方法计算较自然采样法简单，但由于采样的特 定电压阶梯波与三角载波的交点处于正弦调制波的同一侧，使所得脉冲宽度偏小，从而造成控制 误差。不对称规则采样法在三角载波的顶点和底点都进行采样，所得脉宽在一个载波周期内是不 对称的。由于特定电压阶梯波与三角波的交点坐落于正弦调制波的两侧，减少了脉宽生成误差， 所得的SPWM波形更为准确。规则采样法的缺点是对直流电压的利用率低，线性控制范围小。
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4.5.2 异步调制和同步调制
根据载波和信号波是否同步及载波比N（载波频率fc与调制信号频率fr之比，N=fc/fr）的变化情况， PWM调制方式分为异步调制和同步调制。 1．异步调制 异步调制是指载波信号和调制信号不同步的调制方式。
通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的。在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数 不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。当fr 较低时，N较大，一周期内的脉冲数较多，PWM脉冲不对称的不利影响都较小；当fr增高时，N减 小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大。因此，在采用异步调制方式时，希 望采用较高的载波频率，以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比。
产生单极性PWM模式的基本原理如 左图所示。首先用同极性的三角波载 波信号ut与调制信号ur比较，产生单极 性 的 PWM 脉 冲 。 然 后 将 单 极 性 的 PWM脉冲信号与图(c)所示的倒相信号 uI 相 乘 ， 从 而 得 到 正 负 半 波 对 称 的 PWM脉冲信号ud，如图4-4d所示。
• 调制法是把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制 得到所期望的PWM波形。通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最 多。因为等腰三角波上任一点的水平宽度和高度呈线性关系且左右对称，当它与任何一个平 缓变化的调制信号波相交时，如果在交点时刻对电路中开关器件的通、断进行控制，就可以 得到宽度正比于信号波幅值的脉冲，这正好符合PWM控制的要求。在调制信号波为正弦波 时，所得到的就是SPWM波形。在实际应用中，可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制 波发生电路，用比较器来确定它们的交点，在交点时刻对功率开关器件的通断进行控制，就 可以生成SPWM波形。
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单极性PWM控制方式波形
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双极性PWM控制方式波形
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4.5.1 计算法和调制法
4．双极性PWM控制方式（三相桥逆变）
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三相桥式PWM型逆变电路
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三相桥式PWM逆变电路波形
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谐波系数为第n次谐波分量的有效值和基波分量的有效值之比，定义为
HFn Un U1
2．总谐波畸变系数（THD） 非正弦周期信号全部谐波含量方均根值与基波方均根值之比定义为总谐波畸变系数（Total Harmonic Distortion，THD），它表征了实际波形与其基波分量差异的程度，一般以百分数表示。 以电压信号为例，如基波电压的有效值为U1，二次谐波电压的有效值为U2，以此类推，一般地， 可以记n次谐波的有效值为Un，则电压的总谐波畸变系数为
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形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
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4.1 PWM的基本原理
冲量相同的各种窄脉冲的响应波形
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用PWM波代替正弦半波
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4.2 PWM方式的谐波含量评价指标
1．谐波系数
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4.5 SPWM实现方案
3）面积等效法（或等面积法）。将半个周期的正弦波分成N等份，把正弦波分成N个宽度相等、 幅值不等的相连的脉冲，脉冲幅值整体按正弦规律变化。用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲 序列代替上述脉冲序列，要求各个矩形脉冲与所对应的脉冲中点重合、面积相等。计算各脉冲 的宽度和间隔，将这些数据汇集成表存于微处理器的Flash中，微处理器通过查表法生成控制信 号控制开关器件的通、断。下图为面积等效法实现SPWM的原理图。
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