一种多路Boost电路的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种Boost电路的控制方法，具体地涉及基于光伏逆变器的多路 Boost电路的控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着环境问题不断被重视以及国家的能源战略问题，大规模开发新型能源得到了 世界各国的普遍重视，新能源产业成为国际上发展最快的行业，太阳能发电将在二十一世 纪超过核电成为最重要的基础能源之一。
[0003] 组串型光伏逆变器是目前光伏并网逆变器重要组成之一，根据其输入的不同分 为：单路MPPT (Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪）与多路MPPT类型。
[0004] 单路MPPT和多路MPPT控制方式的不同之处在于：
[0005] 1，从Boost是否停止工作的切换来看，多路Boost存在了多种可能性，可以是多路 PV的Boost同时切换，或逐一根据相应条件进行切换。
[0006] 2,从MPPT算法来看，单路PV只有一个Boost，而现在需要同时完成η路Boost，若 存在i (1彡i彡η)路PV Boost停止工作的情况，需要针对i路PV实现统一的MPPT，而其 他路PV须启动Boost工作，独立完成各自的MPPT。
[0007] 单路Boost的控制启停的逻辑简单，而多路PV输入对应的Boost启停控制的复杂 程度明显提高，控制的多样性也相应增多。为了实现PV输出功率的最大化，我们希望各路 PV及其Boost可以独立工作，各自拥有独立的MPPT控制。在各路PV电压低于电网电压时， 各路PV对应的Boost都启动工作，各自独立完成MPPT，各路PV输出的功率能够实现最大 化。然而，如果PV电压高于电网电压，若要让各路Boost都继续工作，Bus电压便需要高于 PV电压的最大值，这样不仅Boost工作存在损耗，逆变器的开关损耗也会因为Bus电压的 提高了相应增加。倘若让高于电网电压的PV对应的Boost停止工作，不仅可以避免Boost 的开关损耗，逆变器的开关损耗也会因为Bus工作在最大的PV电压上而降低。当各路PV 的特性相差基本一致，采光条件也接近时，各路PV的最大功率点的电压一致，因此，将高于 电网电压的PV对应的Boost停止工作，有利于提高光伏系统的整体效率。但是实际中存在 着各路PV特性不一致以及光照条件不同等不确定性的因素，因此，很可能出现多路PV电压 高于电网电压，而各路PV最大功率点的电压相差较大的情况。如果高于电网电压的PV对 应的Boost都停止工作，势必存在某些路PV的工作点偏离自己最大功率点较远的可能性。 虽然Boost停止工作可以减少了开关损耗，但是，由于该路PV的MPPT效率偏低，导致光伏 系统输出的功率仍然达不到最大化。因此，在各路PV较高时，既要保证各路PV特性相近时 都能停止Boost工作来减少损耗，又能保证当某些路PV的最大功率点电压低于实际工作点 较远时，通过重新启动Boost工作，独立完成该路PV的MPPT，提高该路MPPT的效率，从而 尽可能的保证光伏系统整体效率的最大化。总而言之，只有综合评估PV输出功率的效率和 Boost开关损耗，选择合适的Boost启停切换条件，才能尽可能的提高光伏发电的效率，因 此，在多路PV特性差别较大的场合，寻求一种有利于光伏系统输出功率最大化的功率追踪 方法，有着非常高的实用价值。
【发明内容】
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[0008] 为解决上述问题，本发明提出一种基于光伏逆变器的多路Boost控制方法。在简 化控制的同时降低由于Boost工作带来的开关损耗，最大化的优化并网的功率，提供经济 效益。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0010] 一种多路Boost电路的控制方法：所述电路包括：多条Boost支路，每条Boost支 路均电气连接相应的光伏组件的输入端；每条Boost支路的输出端的同极性端子并联后电 气连接至相应的逆变器的直流输入端；经逆变器变换产生的交流电输送至电网或负载，其 特征在于：所述方法包括：当Boost电路满足启动条件时启动Boost ;当Boost电路满足停 止条件时停止Boost。
[0011] 优选的，上述方法中Boost电路满足停止条件为：
[0012] 条件1 :该路PV电压给定值大于Boost停止工作设定阀值Uthl;或
[0013] 条件2 :该路PV电压和Bus电压给定的差值小于设定阀值Uth3。
[0014] 优选的，上述方法中Boost电路满足启动条件为：
[0015] 条件I :PV电压给定值小于Boost启动工作设定阀值Uth2;或
[0016] 条件2 :该路PV的位置系数k值大于设定阀值Kth。 Al I
[0017] 进一步的，上述k值表述为：fc= ^/77在最大功率点处的k = 1，而功率曲线 dll Uq 右侧k> 1，功率曲线左侧k〈 1，随着功率曲线由最大功率点向开路电压处移动，系数k近乎于 指数形式增大。
[0018] 有益效果
[0019] 通过本发明实施例提出的Boost工作控制方法，实现逆变器功率输出的最优化， 通过本技术方案提出的位置系数k与功率曲线的关系，可以根据位置系数k的大小来判断 工作点在功率曲线上所处的位置，进而控制Boost的工作模式，可以减少因Boost工作带来 的开关损耗，提高系统的整体效率。
【附图说明】
[0020] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
[0021] 图1为本发明实施例的多路Boost输入的光伏系统结构图；
[0022] 图2为本发明实施例的单路Boost启动和停止的控制不意图；
[0023] 图3为本发明实施例的第1路Boost停止工作的控制示意图；
[0024] 图4为本发明实施例的第i+1 (i>l)路Boost停止工作的控制示意图；
[0025] 图5为本发明实施例的已停止Boost工作的i路PV同时启动Boost的控制示意 图；
[0026] 图6为本发明实施例的PV输出功率和PV电压之间的关系图；
[0027] 图7为本发明实施例的偏离最大功率点的PV对应的Boost逐一启动的控制示意 图； dl I
[0028] 图8为本发明实施例的PV电压Upv和PV输出功率P、：^及&的曲线关系示意 all U 图；
[0029] 图9为本发明实施例的位置系数k及输出功率P与光伏组件电压的关系图；
[0030] 图10为本发明实施例的位置系数k与光伏组件温度的关系图；
[0031] 图11为本发明实施例的位置系数k与光照强度的关系图；
[0032] 图12为本发明实施例的一种多路Boost的控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0033] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参 照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发 明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本 发明的概念。
[0034] 为了更好地描述本发明的技术方案：首先结合图1，多路Boost输入的光伏系统结 构图（一种多路Boost电路，包括：多条Boost支路，每条Boost支路均电气连接相应的光 伏组件的输入端；每条Boost支路输出端的同极性端子并联后电气连接至相应逆变器的直 流输入端；经逆变器变换产生交流电输送至电网）介绍了单路PV的Boost启停控制模式的 切换，η路PV并联时Boost的控制模式切换在单路切换思路的基础上得到，单路PV对应的 Boost控制模式切换的过程如下：如图2所示，为PV单路Boost启动和停止的控制示意图。 其中，单路PV对应的Boost启动和停止的判断条件如下=Boost停止条件：该路PV电压给 定值大于Boost停止工作设定阀值U thl;Boost启动条件：Boost已停止的PV电压给定值小 于Boost启动工作设定阀值Uth2。
[0035] 单路Boost时，Boost的启动和停止对应的工况，可分为5段工作区间：
[0036] 0~tl时间段：
[0037] 在这时间段内，PV电压明显小于Bus电压，Boost正常工作，而Bus电压给定根据 逆变侧电气信息得到（可事先设定电压值）；B 〇〇st电路和逆变电路分别控制PV电压和Bus 电压。
[0038] tl~t2时间段：
[0039] 进入tl时刻时，PV电压和Bus电压的差值小于某设定值，但是PV电压尚未达到 Boost停止工作的电压阀值，为了保证DC Boost的正常工作，在该时间段内，Bus的给定值 被强制高于PV给定电压某一定值。
[0040] t2~t3时间段：
[0041] 进入t2时刻时，PV电压给定达到Boost停止工作的电压阀值Uthl，此时Bus电压 的给定值被设定为PV电压给定值，Boost将停止工作，该状态直至PV电压低于Boost再次 启动的电压阀值U th2为止。
[0042] t3~t4时间段：
[0043] 进入t3时刻时，PV电压给定值低于Boost再次启动的电压阀值Uth2, DC侧再次启 动Boost工作，Boost电路和逆变电路再次分别控制PV电压和Bus电压。在此阶段，同样 为了保证DC Boost的正常工作，Bus的给定值被强制高于PV给定电压一定值。
[0044] t4时刻之后：
[0045] t4时刻后，PV给定电压低于