一种光伏逆变器启动方法与流程

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其是一种光伏逆变器启动方法。

背景技术：

光伏逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，其应用于光伏太阳能发电系统中，用于将光伏太阳能发电系统中的太阳能电池板输出的直流电转换成交流电并输出给交流负载的设备，作为光伏太阳能发电系统的核心设备之一，其性能的好坏在实现太阳能与电能的转换中起到关键作用。

如图1所示，光伏逆变器一般包括逆变开关电路、控制单元、驱动电路和辅助电源，辅助电源连接光伏逆变器的直流母线，从直流母线中取电并为控制单元和驱动电路供电，控制单元控制整个光伏逆变器的工作，驱动电路驱动光伏逆变器中的各个功率元件。当太阳升起时，太阳能电池板经由光伏逆变器的直流母线输出电压，当直流母线输出的电压达到辅助电源的启动电压后，辅助电源启动，进而启动控制单元和驱动电路，使得整个光伏逆变器启动，光伏逆变器将直流电转换为交流电并通过电网输出给交流负载的设备。但光伏逆变器在上电时，辅助电源、控制单元和驱动电路都需要吸收一定的功率，而由图2所示的太阳能电池板的功率电压(pv)曲线可知，在早晨和傍晚之类的光照不充足的情况下，太阳能电池板所能提供的功率很小，带载能力很低，而太阳能电池板的开路电压很高，辅助电源在启动后，太阳能电池板输出的功率通常不能负担辅助电源，导致辅助电源关闭，此时太阳能电池板相当于开路，其很高的开路电压又会使得辅助电源再次启动，周而复始，造成了辅助电源的频繁启停，进而造成了光伏逆变器的频繁启停，这不仅会导致光伏逆变器中各个器件老化和损坏，影响光伏逆变器的寿命，还会冲击电网造成污染，且在多台光伏逆变器并联的情况下若同时开机，则会因为一台光伏逆变器的电压波动和谐波导致其他的光伏逆变器都无法正常开机，影响整个光伏太阳能发电系统的正常工作。

技术实现要素：

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种光伏逆变器启动方法，该方法大大降低了光伏逆变器在光照较弱的环境下启动时因能量较低而重启的次数，保护了机器同时降低了对电网的污染以及对并联的其他机器的影响。

本发明的技术方案如下：

一种光伏逆变器启动方法，该方法包括：

在辅助电源启动后，光伏逆变器进入等待状态，执行等待操作，等待操作至少包括系统初始化操作、倒计时操作、检测各个保护单元是否正常工作以及吸合继电器；

通过mppt算法使光伏逆变器进入睡眠模式，关闭光伏逆变器中的驱动；

每隔预定时间间隔通过mppt算法唤醒光伏逆变器，打开光伏逆变器中的驱动，检测光伏逆变器的输出功率的功率变化量是否达到变化量阈值，变化量阈值为当前检测到的输出功率与上一次检测到的输出功率之间的差值或比值；

若功率变化量达到变化量阈值，则开始正常发电，并执行mppt算法对光伏逆变器的输出功率进行追踪。

其进一步的技术方案为，该方法还包括：

检测光伏逆变器的输出功率是否达到功率阈值；

若光伏逆变器的输出功率未达到功率阈值，则执行通过最大功率点跟踪mppt算法使光伏逆变器进入睡眠模式的步骤。

其进一步的技术方案为，该方法还包括：

若功率变化量未达到变化量阈值，则通过mppt算法控制光伏逆变器重新进入睡眠模式，再次关闭光伏逆变器中的驱动。

其进一步的技术方案为，该方法还包括：

检测光伏逆变器连续进入睡眠模式的次数是否达到次数阈值；

若未达到次数阈值，则执行通过mppt算法控制光伏逆变器重新进入睡眠模式的步骤；

若达到次数阈值，则重新执行光伏逆变器进入等待状态，执行等待操作的步骤。

本发明的有益技术效果是：

1、当光伏逆变器处于正常发电状态下时，通过mppt算法使光伏逆变器在睡眠模式和唤醒模式之间切换，避免了光伏逆变器在输出功率较小时直接开始发电导致的频繁重启，使得机器大大降低了因为曲线能量小时追踪mppt导致的重启的次数，保护了光伏逆变器。

2、降低了对电网的污染，同时降低了对并联的其他机器的影响。

3、该启动方法不需要改变现有的光伏逆变器的硬件结构，实现方式简单。

附图说明

图1是现有的光伏逆变器的结构示意图。

图2是太阳能电池板的功率电压曲线。

图3是本申请公开的光伏逆变器启动方法的启动流程示意图。

图4是本申请公开的光伏逆变器启动方法的启动流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种光伏逆变器启动方法，该方法应用于现有的光伏逆变器中，不需要改变现有的光伏逆变器的硬件，光伏逆变器中主要包括逆变开关电路、控制单元、驱动电路和辅助电源，结构图可以参照图1。基于现有的光伏逆变器，该方法包括如下步骤，流程示意图如图3所示：

在太阳逐渐升起时，太阳能电池板输出电压至直流母线，当直流母线输出给辅助电源的电压达到辅助电源的启动电压时，辅助电源启动，系统上电，此时光伏逆变器处于上电状态，并在上电完成后进入等待状态，控制单元执行等待操作，等待操作包括但不限于：进行系统初始化操作、倒计时操作、检测各个保护单元是否正常工作以及吸合并网继电器及其他各个继电器。

按照现有的光伏逆变器的启动过程，光伏逆变器通过上电状态和等待状态检验完毕后会进入正常发电状态，会开始正常发电并按照mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)算法对输出功率进行追踪，并执行各类检测操作，例如：电网电流检测、电网频率检测、电网电压检测、dci(directcurrentinjection，直流电流注入)检测、gfci(groundfaultcircuitinterrupter，接地故障电流漏电保护器)检测、输入电压检测、输入电流检测等直流母线电压检测等。但如背景技术所述，光伏逆变器在启动时，若光照条件太弱，则随时可能造成直流母线输出给辅助电源的电压太低使辅助电源关闭重启，在这种情况下，光伏逆变器会重新进入等待状态并重新执行上述等待操作，影响元器件的寿命。因此在本申请中，光伏逆变器在进入正常发电状态后并不是直接开始发电，而是开始执行mppt睡眠与唤醒算法，该mppt睡眠与唤醒算法具体包括如下步骤，如图4所示：

步骤1：控制单元不断检测光伏逆变器的输出功率是否达到功率阈值，该功率阈值为系统预设值或用户自定义值，通常是一个经验值。

步骤2：若光伏逆变器的输出功率未达到功率阈值，则表示输出功率很小，可能会导致辅助电源关闭重启，因此在本申请中，控制单元通过mppt算法使光伏逆变器进入睡眠模式，关闭光伏逆变器中的驱动，使得光伏逆变器中的所有功率元件都停止工作，光伏逆变器禁止发电，但是此时光伏逆变器还是处于正常发电状态，不会回到等待状态重新执行。通常情况下，在弱光环境下，光伏逆变器的输出功率都是未达到功率阈值，若在实际情况中检测到光伏逆变器的输出功率达到功率阈值，则结束流程，正常开始发电。

步骤3：在使光伏逆变器进入睡眠模式后，每隔预定时间间隔通过mppt算法唤醒光伏逆变器，打开光伏逆变器中的驱动，检测光伏逆变器的输出功率的功率变化量是否达到变化量阈值，其中变化量阈值为当前检测到的输出功率与上一次检测到的输出功率之间的差值或比值。其中，预定时间间隔为系统预设值或用户自定义值，比如可以设置为5分钟；变化量阈值也为系统预设值或用户自定义值。

步骤4：若功率变化量达到变化量阈值，则开始正常发电，并执行mppt算法对光伏逆变器的输出功率进行正常的曲线追踪。

步骤5：若功率变化量未达到变化量阈值，则检测光伏逆变器连续进入睡眠模式的次数是否达到次数阈值，次数阈值为系统预设值或用户自定义值，比如可以设置为10次。

步骤6：若功率变化量未达到变化量阈值，且光伏逆变器连续进入睡眠模式的次数未达到次数阈值，则通过mppt算法控制光伏逆变器重新进入睡眠模式，再次关闭光伏逆变器中的驱动，等待下一次的唤醒。

步骤7：若功率变化量未达到变化量阈值，且光伏逆变器连续进入睡眠模式的次数达到次数阈值，则使光伏逆变器重新回到等待状态，重新执行等待操作。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。