二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制方法，对光伏并网逆变器的输出功率进行实时检测，当逆变器输出功率小于额定功率的2%时，逆变器进入待机状态，两组逆变单元模块均停止工作；当逆变器输出功率大于额定功率的2%并小于45%时，逆变器进入低功率状态，只开启一组逆变单元模块工作；当逆变器输出功率大于额定功率的45%时，逆变器进入高功率状态，两组逆变单元模块均处于工作状态。本发明在待机模态下，两组逆变单元模块都停止工作。小功率模态下，只有一组逆变单元模块进行工作。大功率模态下，两组逆变单元模块同时工作，这样减小了逆变器的日常损耗。本发明具有开关频率低，自损耗小，输出谐波小等优点，能够为电网提供更加绿色的能源。
【专利说明】二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本智力成果属于太阳能光伏发电【技术领域】，具体地说，涉及一种低功耗二重化太阳能光伏并网逆变器的控制方法。
【背景技术】
[0002]随着常规能源的逐步枯竭以及由此引发的种种安全问题，可再生能源得到了世界多个国家的广泛重视。在新的可再生能源中，光伏发电是发展最快的，世界各国都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向。
[0003]作为光伏并网电站中的关键部件——光伏逆变器来说，必须具有高效率、低成本、低功耗的特点。大功率光伏并网逆变器的效率和损耗问题更加越来越受到世界各国的广泛关注。大功率光伏逆变器有一些采用二重化结构，这种逆变器传统的控制方法是在任何工况都是两组逆变桥同时工作。
[0004]这种控制策略的不足是:在低功率时输出效率低，而且会减少设备寿命。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的是现有二重化型光伏逆变器提高设备寿命的问题，提供一种使用寿命长的二重化并联结构的光伏并网逆变器的多模态控制方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制方法，它对光伏并网逆变器的输出功率进行实时检测，当逆变器输出功率小于额定功率的2%时，逆变器进入待机状态，两组逆变单元模块均停止工作；当逆变器输出功率大于额定功率的2%并小于45%时，逆变器进入低功率状态，只开启一组逆变单元模块工作；当逆变器输出功率大于额定功率的45%时，逆变器进入高功率状态，两组逆变单元模块均处于工作状态。
[0007]两组逆变单元模块采用轮换工作的方式投入工作状态。
[0008]一种二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制系统，它包括:
主控单元，对交流及直流侧的电压信号、电流信号、以及各模块的温度信号进行采样和计算，然后生成SVPWM驱动信号；
跟踪控制单元，将SVPWM驱动信号发送给逆变单元模块；
两组逆变单元模块，每组逆变单元模块为额定输出功率相同、且并联连接的三相全桥电压型逆变电路，两组逆变单元模块的载波相差180°。
[0009]所述的主控单元与上位机单元通讯连接，上位机单元与远程控制控制系统进行远程通讯，用于显示逆变器的当前工作状态。
[0010]两组逆变单元模块的输出侧均采用LCL滤波器对注入电网的高频谐波进行最大程度的衰减。
[0011]采用上述技术方案的本发明，光伏并网逆变器可根据光照的强度，分别工作在待机、小功率、大功率三种模态下。待机模态下，两组逆变单元模块都停止工作。小功率模态下，只有一组逆变单元模块进行工作。大功率模态下，两组逆变单元模块同时工作，这样减小了逆变器的日常损耗。光伏并网逆变器的输出侧采用LCL滤波器，对注入电网的高频谐波进行最大程度的衰减。本发明相较于传统的大功率光伏并网逆变器具有开关频率低，系统自损耗小，输出谐波小等优点，能够为电网提供更加绿色的能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的控制流程图。
[0013]图2为本发明的系统结构图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本发明中的二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制方法，其实就是一种并网型光伏发电系统方案。上述所说的并网型光伏发电系统包括:光伏组件、三相光伏并网逆变器和电网。三相并网型光伏发电系统是大型光伏发电系统的主要形式，结构复杂，功率大，技术要求高，效率高。它一般采用三相全桥型逆变器；光伏组件通常由太阳电池单体串联而成。
[0015]本发明首先对光伏并网逆变器的输出功率进行实时检测，逆变器的传感器只能检测电网电压和输出电流，且都是三相交流量，逆变器的输出功率必须通过间接计算得到。当逆变器输出功率小于额定功率的2%时，逆变器进入待机状态，两组逆变单元模块均停止工作；当逆变器输出功率大于额定功率的2%并小于45%时，逆变器进入低功率状态，只开启一组逆变单元模块工作；当逆变器输出功率大于额定功率的45%时，逆变器进入高功率状态，两组逆变单元模块均处于工作状态。需要说明的是，上述逆变器输出功率与额定功率之间的匹配关系，是根据逆变器实际的输出功率与损耗值之间的关系计算得出的，计算时应保证逆变器的损耗值最小。
[0016]为防止两组逆变器输出功率不均衡，采用两组逆变单元模块轮换工作的方式，SP在每次进入小功率工作状态时，两组逆变单元模块交替运行。如果此次逆变器进入小功率工作状态，第一组逆变单元模块工作，那么下次进入小功率工作状态，则第二组逆变单元模块工作。
[0017]如图2所示，一种二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制系统，它包括:两组逆变单元模块，主控控制单元，跟踪控制单元，上位机单元，滤波部分以及变压器部分。
[0018]主控单元，对交流及直流侧的电压信号、电流信号、以及各模块的温度信号进行采样和计算，然后生成SVPWM驱动信号；当检测到故障信息时，随即对逆变器进行采取相应的保护措施。
[0019]跟踪控制单元，将SVPWM驱动信号发送给逆变单元模块；同时通过硬件电路对系统各关键信号(如直流侧电压，直流侧电流，逆变单元模块温度)进行硬件保护，从而提高了逆变器保护的快速性和可靠性。
[0020]两组逆变单元模块，每组逆变单元模块为额定输出功率相同、且并联连接的的三相全桥电压型逆变电路，两组逆变单元模块的载波相差180°，即实现了两组逆变单元模块的二重化并联结构。
[0021]所述的主控单元与上位机单元通讯连接，上位机单元与远程控制控制系统进行远程通讯，用于显示逆变器的当前工作状态，包括各种运行数据、各种历史数据等。以及对控制系统中多种参数的设定。
[0022]两组逆变单元模块的输出侧均采用LCL滤波器，也就是电感-电容-电感滤波器，对注入电网的高频谐波进行最大程度的衰减。
【权利要求】
1.一种二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制方法，其特征在于，它对光伏并网逆变器的输出功率进行实时检测，当逆变器输出功率小于额定功率的2%时，逆变器进入待机状态，两组逆变单元模块均停止工作；当逆变器输出功率大于额定功率的2%并小于45%时，逆变器进入低功率状态，只开启一组逆变单元模块工作；当逆变器输出功率大于额定功率的45%时，逆变器进入高功率状态，两组逆变单元模块均处于工作状态。
2.根据权利要求1所述的二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制方法，其特征在于:两组逆变单元模块采用轮换工作的方式投入工作状态。
3.—种二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制系统，其特征在于，它包括: 主控单元，对交流及直流侧的电压信号、电流信号、以及各模块的温度信号进行采样和计算，然后生成SVPWM驱动信号； 跟踪控制单元，将SVPWM驱动信号发送给逆变单元模块； 两组逆变单元模块，每组逆变单元模块为额定输出功率相同、且并联连接的三相全桥电压型逆变电路，两组逆变单元模块的载波相差180°。
4.根据权利要求3所述的二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制系统，其特征在于:所述的主控单元与上位机单元通讯连接，上位机单元与远程控制控制系统进行远程通讯，用于显示逆变器的当前工作状态。
5.根据权利要求3所述的二重化并联结构的光伏并网逆变器多模态控制系统，其特征在于:两组逆变单元模块的输出侧均采用LCL滤波器对注入电网的高频谐波进行最大程度的衰减。
【文档编号】H02J3/38GK104426163SQ201310394318
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】王大鹏, 向阳, 谢战洪, 赵惠平, 高瑛, 李满, 马新科, 王笑非, 王旺球 申请人:中国船舶重工集团公司第七一三研究所