一种交流级联光伏发电系统的控制方法及装置与流程

本发明交流级联系统控制技术领域，尤其涉及一种交流级联光伏发电系统的控制方法及装置。

背景技术：

交流级联系统广泛应用于电能变换、高压变频驱动、高压直流输电等场合，一般采用单相全桥或半桥拓扑作为级联单元的核心电力电子拓扑电路，再由若干个级联单元串联组成交流级联系统。

以单相交流级联系统应用于光伏发电领域为例，如图9所示，给出了常用电压源型级联系统的结构示意图。图9中，级联系统由光伏(pv)电池板、级联单元、滤波器及负载设备组成。其中，pv电池板可为单块电池板，也可为多块电池板串联或并联而成；级联单元可为任何能将直流电转换成交流电的装置或设备，如全桥两电平拓扑、全桥三电平拓扑和半桥三电平拓扑等，级联单元的输出端可根据应用场合而选择串联或不串联、并联或不并联滤波单元，该滤波单元可选择为有源滤波器或无源滤波器，即既可连接该滤波单元，也可不连接该滤波单元；级联单元交流串联输出端也可根据级联系统应用场合而选择串联或不串联、并联或不并联滤波单元，该滤波单元可选择为有源滤波器或无源滤波器，即既可连接该滤波单元，也可不连接该滤波单元；最后，将级联系统的交流输出连接至负载设备，该负载可为无源或有源负载、电网等设备及装置。其中，pv—n+与pv—n-为第n个pv电池板提供的直流连线正端与负端，电压为vpvn，功率为vpvn；an与bn为第n个级联单元输出端口，基波电压有效值为vabn，功率为pabn；a与b为级联系统的输出端口，基波电压有效值为vab，功率为pab；l与n为负载设备端口，基波电压有效值为vln，功率为pln。从端口波形来看，直流源输出端口vpvn为直流电压；级联单元输出端口电压vabn可以为多电平pwm交流电压，也可以为多电平pwm交流电压经过滤波器后的交流电压；级联系统输出端口电压vab为多电平pwm交流电压，也可以为多电平pwm交流电压经过滤波器后的交流电压；负载设备端口电压vln为标准正弦波，或近似为标准正弦波。

当交流级联系统应用于光伏发电领域时，直流源为光伏(pv)电池板。为满足级联系统的最大功率输出要求，需设计各级联单元输入功率工作在最大功率点(mpp)，且当光伏电池板的最大功率点变化时，级联单元能快速跟踪mpp，实现最大功率点跟踪(mppt)功能。同时，对于各级联单元分布位置较远的系统，通常有一个微处理器可采集负载侧的电压电流等信号，将其称之为主控制器；各级联单元配置有一个或若干个微处理器，将其称之为从控制器。各控制器通过通信总线交互数据与信息，通信总线方案可选、且不局限于can通信、485通信、无线通信、电力线载波通信、光纤等。

通常情况下，可近似认为负载设备端电压vln为稳定的正弦电压。同时，对于交流级联系统，由于级联单元数量众多，其级联输出电压vab可近似认为正弦电压；且对于基波电压，后级滤波器可近似忽略。因此，可近似认为级联输出电压vab等于负载设备端电压vln，且功率pab等于功率pln，且电压值固定。忽略各级联单元的功率自损耗，可近似认为级联单元输入功率ppvn等于输出功率pabn。另外，为简化系统的控制方案，通常控制各级联单元交流输出电压同频同相。

对于交流级联系统正常运行时，各级联单元交流输出电压同频同相、交流输出电流相同，可得：

由此可知，各级联单元输出电压基波有效值vabn由该级联单元的输入功率ppvn、系统总输出功率pln、负载端口电压有效值vln直接决定。第k个级联单元的交流输出电压基波有效值vabk可表示为：

当该级联单元的输入功率ppvk越大时，其交流输出电压基波有效值vabk也越大。

定义级联单元的调制度mn为：

由该调制度定义可知，调制度范围为0～1，当级联单元输出电压为0时取调制度最小值0、当级联单元采用满占空比的方波调制时取调制度最大值1。

但是，由于各光伏电池板的差异性，从理论推导可知，存在某个或某些级联单元的调制度值超出了最大值，这将导致系统的不正常运行。

同时，为满足级联系统的正常运行，各级联单元的调制度计算需要获得其他级联单元的输入功率值。在应用于光伏领域的交流级联系统，运行在光伏电池板输出功率变化率幅度剧烈的系统启动时刻，级联单元有极大的可能性运行在超出调制度最大值的过调制工况下。

目前，公开了一种级联h桥光伏并网逆变器mppt启动搜索方法。该方法设计方案为，系统启动时刻各级联单元的pv侧电压外环指令为0.8倍光伏电池板开路电压值。该方案可控制各光伏电池板在启动时刻就运行至最大功率点附近。但当出现光伏电池板功率不平衡严重的情况，仍然无法避免某个或某些级联单元运行在过调制工况下，同时，在交流级联单元无法及时交换各级联单元的直流侧输入功率值时，系统由于控制输入变量与反馈变量无法匹配而极易引起交流输出电流振荡等系统不稳定的问题。

因此，如何解决交流级联系统在运行过程中可能出现的级联单元运行在过调制工况的问题，保障系统正常、可靠、稳定的运行，是一项亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种交流级联光伏发电系统的控制方法，能够解决交流级联系统在运行过程中可能出现的级联单元运行在过调制工况的问题，进而保障了系统正常、可靠、稳定的运行。

本发明提供了一种交流级联光伏发电系统的控制方法，应用于交流级联光伏发电系统的控制装置，其中，所述交流级联光伏发电系统的控制装置包括：主控制器与从控制器；所述控制方法包括：

所述主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

所述主控制器判断所述总功率是否大于预设功率值，若是，则所述主控制器生成第一控制信号，若否，则所述主控制器生成第二控制信号；

所述从控制器接收所述主控制器生成的所述第一控制信号或所述第二控制信号；

所述从控制器基于所述第一控制信号使能与所述从控制器相连的级联单元独立执行mppt操作，或所述从控制器基于所述第二控制信号控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

优选地，所述从控制器基于所述第一控制信号使能与所述从控制器相连的级联单元独立执行mppt操作包括：

所述从控制器判断与所述从控制器相连的级联单元是否出现过调制，若否，则控制与所述从控制器相连的级联单元执行mppt操作，若是，则：

所述从控制器控制与所述从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略。

优选地，所述从控制器基于所述第二控制信号控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出包括：

所述主控制器基于防过调制策略计算和分配所述从控制器的第一控制指令；

所述从控制器基于所述第一控制指令，控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

优选地，所述从控制器基于所述第二控制信号控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出包括：

所述主控制器计算和分配所述从控制器的第二控制指令；

所述从控制器根据所述第二控制指令，基于防过调制策略，控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

优选地，所述从控制器基于所述第二控制信号控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出包括：

所述主控制器基于防过调制策略计算和分配所述从控制器的第三控制指令；所述从控制器根据所述第三控制指令，并基于防过调制策略，控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

优选地，所述防过调制策略包括：

控制与所述从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；

或，

控制与所述从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

一种交流级联光伏发电系统的控制装置，包括主控制器与从控制器，其中：所述主控制器包括：获取模块、第一判断模块、生成模块以及第一控制模块，所述从控制器包括：接收模块和第二控制模块；

所述获取模块，用于获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

所述第一判断模块，用于判断所述总功率是否大于预设功率值；

所述生成模块，用于当所述总功率大于预设功率值时，生成第一控制控制信号；或当所述总功率小于等于预设功率值时，生成第二控制信号；

所述接收模块，用于接收所述主控制器生成的所述第一控制信号或所述第二控制信号；

所述第一控制模块以及所述第二控制模块，用于基于所述第一控制信号使能与所述从控制器相连的级联单元独立执行mppt操作，或基于所述第二控制信号控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

优选地，所述第二控制模块包括：

第一判断单元，用于判断与所述从控制器相连的级联单元是否出现过调制；

第一控制单元，用于当与所述从控制器相连的级联单元未出现过调制时，控制与所述从控制器相连的级联单元执行mppt操作；

第二控制单元，用于当与所述从控制器相连的级联单元出现过调制时，控制与所述从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略。

优选地，所述第一控制模块包括：第一分配单元，所述第二控制模块还包括：第三控制单元；其中：

所述第一分配单元，用于基于防过调制策略计算和分配所述从控制器的第一控制指令；

所述第三控制单元，用于基于所述第一控制指令，控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

优选地，所述第一控制模块还包括：第二分配单元，所述第二控制模块还包括：第四控制单元；其中：

所述第二分配单元，用于计算和分配所述从控制器的第二控制指令；

所述第四控制单元，用于根据所述第二控制指令，基于防过调制策略，控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

优选地，所述第一控制模块还包括：第三分配单元，所述第二控制模块还包括：第五控制单元；其中：

所述第三分配单元，用于基于防过调制策略计算和分配所述从控制器的第三控制指令；

所述第五控制单元，用于根据所述第三控制指令，并基于防过调制策略，控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

优选地，所述防过调制策略包括：

控制与所述从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；

或，

控制与所述从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种交流级联光伏发电系统的控制方法，首先主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率，并判断总功率是否大于预设功率值，若是，则主控制器生成第一控制信号，若否，则主控制器生成第二控制信号；然后从控制器接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号，并基于第一控制信号使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt操作或基于第二控制信号控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。本发明通过输出的不同的总功率进行不同的控制，能够解决交流级联系统在运行过程中可能出现的级联单元运行在过调制工况的问题，进而保障了系统正常、可靠、稳定的运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制方法实施例1的方法流程图；

图2为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制方法实施例2的方法流程图；

图3为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制方法实施例3的方法流程图；

图4为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制方法实施例4的方法流程图；

图5为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制装置实施例1的结构示意图；

图6为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制装置实施例2的结构示意图；

图7为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制装置实施例3的结构示意图；

图8为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制装置实施例4的结构示意图；

图9为交流级联系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制方法实施例1的流程图，所述方法应用于交流级联光伏发电系统的控制装置，其中，交流级联光伏发电系统的控制装置包括：主控制器与从控制器；所述方法可以包括以下步骤：

s101、主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

在系统初始化后，通过主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率。

s102、主控制器判断总功率是否大于预设功率值，若是，进入s103，若否，则进入s104：

当主控制器获取到交流级联光伏发电系统当前输出的总功率后，进一步通过主控制器判断获取到的总功率是否大于等于预设功率值。其中，所述的预设功率值可以根据实际需求，进行灵活的设定。例如，可将预设功率值定为总功率值的10％等。

s103、主控制器生成第一控制信号；

当总功率大于预设功率值时，主控制器生成第一控制信号。所述的第一控制信号用于使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)操作。

s104、主控制器生成第二控制信号；

当总功率小于等于预设功率值时，主控制器生成第二控制信号。所述第二控制信号为分配各级联单元功率调节的指令。

s105、从控制器接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号；

当主控制器生成第一控制信号时，从控制器接收第一控制信号；当主控制器生成第二控制信号时，从控制器接收第二控制信号。

s106、从控制器基于第一控制信号使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt操作；

当总功率大于预设功率值，生成第一控制信号后，根据生成的第一控制信号使能与从控制器相连的各级联单元独立执行mppt操作。

s107、从控制器基于第二控制信号控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。

当总功率小于等于预设功率值，生成第二控制信号后，根据第二控制信号控制本级联单元进行功率输出，控制与从控制器相连的级联单元输出的功率能够保证本级联单元不进入过调制区，且能控制本级联单元稳定运行。

综上所述，在上述实施例中，首先主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率，并判断总功率是否大于预设功率值，若是，则主控制器生成第一控制信号，若否，则主控制器生成第二控制信号；然后从控制器接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号，并基于第一控制信号使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt操作或基于第二控制信号控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。本发明通过输出的不同的总功率进行不同的控制，能够解决交流级联系统在运行过程中可能出现的级联单元运行在过调制工况的问题，进而保障了系统正常、可靠、稳定的运行。

如图2所示，为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制方法实施例2的流程图，所述方法应用于交流级联光伏发电系统的控制装置，其中，交流级联光伏发电系统的控制装置包括：主控制器与从控制器；所述方法可以包括以下步骤：

s201、主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

在系统初始化后，通过主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率。

s202、主控制器判断总功率是否大于预设功率值，若是，进入s203，若否，则进入s204：

当主控制器获取到交流级联光伏发电系统当前输出的总功率后，进一步通过主控制器判断获取到的总功率是否大于等于预设功率值。其中，所述的预设功率值可以根据实际需求，进行灵活的设定。例如，可将预设功率值定为总功率值的10％等。

s203、主控制器生成第一控制信号；

当总功率大于预设功率值时，主控制器生成第一控制信号。所述的第一控制信号用于使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)操作。

s204、主控制器生成第二控制信号；

当总功率小于等于预设功率值时，主控制器生成第二控制信号，所述第二控制信号为分配各级联单元功率调节的指令。

s205、从控制器接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号；

当主控制器生成第一控制信号时，从控制器接收第一控制信号；当主控制器生成第二控制信号时，从控制器接收第二控制信号。

s206、当从控制器接收主控制器生成的第一控制信号后，从控制器判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制，若否，则进入s207，若是，进入s208：

当总功率大于预设功率值，主控制器生成第一控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第一控制信号，并根据第一控制信号对与从控制器相连的级联单元进行防过调制判断，判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制。

s207、控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作；

当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，从控制器控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作。

s208、控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略；

当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，从控制器控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

s209、当从控制器接收主控制器生成的第二控制信号后，主控制器基于防过调制策略计算和分配从控制器的第一控制指令；

当总功率小于等于预设功率值，主控制器生成第二控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第二控制信号，基于生成的第二控制信号，主控制器基于防过调制策略计算并分配从控制器的第一控制指令。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

s210、从控制器基于第一控制指令，控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。

综上所述，本发明公开的交流级联光伏发电系统的主控制器与从控制器通过对电压、电流、温度等信息采集，运算及控制，以及经过通信总线的数据交互，实现对pv板输出功率及交流级联光伏发电系统的输出功率控制，并实现跟踪pv板最大输出功率点的功能。同时，本发明避免级联单元因过调制现象而引起的系统运行故障，且保证系统在各种复杂工作环境下的稳定、安全、可靠运行。

如图3所示，为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制方法实施例3的流程图，所述方法应用于交流级联光伏发电系统的控制装置，其中，交流级联光伏发电系统的控制装置包括：主控制器与从控制器；所述方法可以包括以下步骤：

s301、主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

在系统初始化后，通过主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率。

s302、主控制器判断总功率是否大于预设功率值，若是，进入s303，若否，则进入s304：

当主控制器获取到交流级联光伏发电系统当前输出的总功率后，进一步通过主控制器判断获取到的总功率是否大于等于预设功率值。其中，所述的预设功率值可以根据实际需求，进行灵活的设定。例如，可将预设功率值定为总功率值的10％等。

s303、主控制器生成第一控制信号；

当总功率大于预设功率值时，主控制器生成第一控制信号。所述的第一控制信号用于使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)操作。

s304、主控制器生成第二控制信号；

当总功率小于等于预设功率值时，主控制器生成第二控制信号，所述第二控制信号为分配各级联单元功率调节的指令。

s305、从控制器接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号；

当主控制器生成第一控制信号时，从控制器接收第一控制信号；当主控制器生成第二控制信号时，从控制器接收第二控制信号。

s306、当从控制器接收主控制器生成的第一控制信号后，从控制器判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制，若否，则进入s307，若是，进入s308：

当总功率大于预设功率值，主控制器生成第一控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第一控制信号，并根据第一控制信号对与从控制器相连的级联单元进行防过调制判断，判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制。

s307、控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作；

当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，从控制器控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作。

s308、控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略；

当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，从控制器控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

s309、当从控制器接收主控制器生成的第二控制信号后，主控制器计算和分配从控制器的第二控制指令；

当总功率小于等于预设功率值，主控制器生成第二控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第二控制信号，基于生成的第二控制信号，主控制器计算并分配从控制器的第二控制指令。

s310、从控制器根据第二控制指令，基于防过调制策略，控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。

从控制器根据主控制器生成的第二控制指令，根据防过调制策略控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

综上所述，本发明公开的交流级联光伏发电系统的主控制器与从控制器通过对电压、电流、温度等信息采集，运算及控制，以及经过通信总线的数据交互，实现对pv板输出功率及交流级联光伏发电系统的输出功率控制，并实现跟踪pv板最大输出功率点的功能。同时，本发明避免级联单元因过调制现象而引起的系统运行故障，且保证系统在各种复杂工作环境下的稳定、安全、可靠运行。

如图4所示，为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制方法实施例4的流程图，所述方法应用于交流级联光伏发电系统的控制装置，其中，交流级联光伏发电系统的控制装置包括：主控制器与从控制器；所述方法可以包括以下步骤：

s401、主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

在系统初始化后，通过主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率。

s402、主控制器判断总功率是否大于预设功率值，若是，进入s403，若否，则进入s404：

当主控制器获取到交流级联光伏发电系统当前输出的总功率后，进一步通过主控制器判断获取到的总功率是否大于等于预设功率值。其中，所述的预设功率值可以根据实际需求，进行灵活的设定。例如，可将预设功率值定为总功率值的10％等。

s403、主控制器生成第一控制信号；

当总功率大于预设功率值时，主控制器生成第一控制信号。所述的第一控制信号用于使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)操作。

s404、主控制器生成第二控制信号；

当总功率小于等于预设功率值时，主控制器生成第二控制信号，所述第二控制信号为分配各级联单元功率调节的指令。

s405、从控制器接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号；

当主控制器生成第一控制信号时，从控制器接收第一控制信号；当主控制器生成第二控制信号时，从控制器接收第二控制信号。

s406、当从控制器接收主控制器生成的第一控制信号后，从控制器判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制，若否，则进入s407，若是，进入s408：

当总功率大于预设功率值，主控制器生成第一控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第一控制信号，并根据第一控制信号对与从控制器相连的级联单元进行防过调制判断，判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制。

s407、控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作；

当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，从控制器控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作。

s408、控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略；

当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，从控制器控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

s409、当从控制器接收主控制器生成的第二控制信号后，主控制器基于防过调制策略计算和分配从控制器的第三控制指令；

当总功率小于等于预设功率值，主控制器生成第二控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第二控制信号，基于生成的第二控制信号，主控制器基于防过调制策略计算和分配从控制器的第三控制指令。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

s410、从控制器根据第三控制指令，并基于防过调制策略，控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。

从控制器根据主控制器生成的第三控制指令，根据防过调制策略控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

综上所述，本发明公开的交流级联光伏发电系统的主控制器与从控制器通过对电压、电流、温度等信息采集，运算及控制，以及经过通信总线的数据交互，实现对pv板输出功率及交流级联光伏发电系统的输出功率控制，并实现跟踪pv板最大输出功率点的功能。同时，本发明避免级联单元因过调制现象而引起的系统运行故障，且保证系统在各种复杂工作环境下的稳定、安全、可靠运行。

如图5所示，为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制装置实施例1的结构示意图，所述装置包括：主控制器50和从控制器51，其中，主控制器50包括：获取模块501、第一判断模块502、生成模块503以及第一控制模块504，从控制器51包括：接收模块511和第二控制模块512；

获取模块501，用于获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

在系统初始化后，通过主控制器50中的获取模块501获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率。

第一判断模块502，用于判断总功率是否大于预设功率值；

当获取到交流级联光伏发电系统当前输出的总功率后，通过主控制器50中的第一判断模块502判断总功率是否大于等于预设功率值。其中，所述的预设功率值可以根据实际需求，进行灵活的设定。例如，可将预设功率值定为总功率值的10％等。

生成模块503，用于当总功率大于预设功率值时，生成第一控制控制信号；或当总功率小于等于预设功率值时，生成第二控制信号；

当总功率大于预设功率值时，通过主控制器50中的生成模块503生成第一控制信号。所述的第一控制信号用于使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)操作。

当总功率小于等于预设功率值时，通过主控制器50中的生成模块503生成第二控制信号。所述第二控制信号为分配与从控制器相连的级联单元功率调节的指令。

接收模块511，用于接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号；

当主控制器50中的生成模块503生成第一控制信号时，从控制器51中的接收模块511接收第一控制信号；当主控制器50中的生成模块503生成第二控制信号时，从控制器51中的接收模块511接收第二控制信号。

第一控制模块504以及第二控制模块512，用于基于第一控制信号使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt操作，或基于第二控制信号控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。当总功率大于预设功率值，生成第一控制信号后，第二控制模块512根据生成的第一控制信号使能与从控制器相连的各级联单元独立执行mppt操作。

当总功率小于等于预设功率值，生成第二控制信号后，第一控制模块504以及第二控制模块512根据第二控制信号控制本级联单元进行功率输出，控制与从控制器相连的级联单元输出的功率能够保证本级联单元不进入过调制区，且能控制本级联单元稳定运行。

综上所述，在上述实施例中，首先主控制器获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率，并判断总功率是否大于预设功率值，若是，则主控制器生成第一控制信号，若否，则主控制器生成第二控制信号；然后从控制器接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号，并基于第一控制信号使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt操作或基于第二控制信号控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。本发明通过输出的不同的总功率进行不同的控制，能够解决交流级联系统在运行过程中可能出现的级联单元运行在过调制工况的问题，进而保障了系统正常、可靠、稳定的运行。

如图6所示，为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制装置实施例2的结构示意图，所述装置包括：主控制器60和从控制器61，其中，主控制器60包括：获取模块601、第一判断模块602、生成模块603以及第一控制模块604，从控制器61包括：接收模块611和第二控制模块612；其中，第一控制模块604包括：第一分配单元6041；第二控制模块612包括：第一判断单元6121、第一控制单元6122、第二控制单元6123以及第三控制单元6124；其中：

获取模块601，用于获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

在系统初始化后，通过主控制器60中的获取模块601获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率。

第一判断模块602，用于判断总功率是否大于预设功率值；

当获取到交流级联光伏发电系统当前输出的总功率后，通过主控制器60中的第一判断模块602判断总功率是否大于等于预设功率值。其中，所述的预设功率值可以根据实际需求，进行灵活的设定。例如，可将预设功率值定为总功率值的10％等。

生成模块603，用于当总功率大于预设功率值时，生成第一控制控制信号；或当总功率小于等于预设功率值时，生成第二控制信号；

当总功率大于预设功率值时，通过主控制器60中的生成模块603生成第一控制信号。所述的第一控制信号用于使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)操作。

当总功率小于等于预设功率值时，通过主控制器60中的生成模块603生成第二控制信号。所述第二控制信号为分配与从控制器相连的级联单元功率调节的指令。

接收模块611，用于接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号；

当主控制器60中的生成模块603生成第一控制信号时，从控制器61中的接收模块611接收第一控制信号；当主控制器60中的生成模块603生成第二控制信号时，从控制器61中的接收模块611接收第二控制信号。

第一判断单元6121，用于当从控制器接收主控制器生成的第一控制信号后，判断与从控制器相连的本级联单元是否出现过调制；

当总功率大于预设功率值，主控制器生成第一控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第一控制信号，并通过从控制器中的第一判断单元6121根据第一控制信号对本级联单元进行防过调制判断，判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制。

第一控制单元6122，用于当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作；

当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，从控制器中的第一控制单元6122控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作。

第二控制单元6123，用于当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略；

当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，从控制器中的第二控制单元6123控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

第一分配单元6041，用于当从控制器接收主控制器生成的第二控制信号后，基于防过调制策略计算和分配所述从控制器的第一控制指令；

当总功率小于等于预设功率值，主控制器生成第二控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第二控制信号，基于生成的第二控制信号，主控制器中的第一分配单元6041基于防过调制策略计算并分配从控制器的第一控制指令。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

第三控制单元6124，用于基于第一控制指令，控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。

综上所述，本发明公开的交流级联光伏发电系统的主控制器与从控制器通过对电压、电流、温度等信息采集，运算及控制，以及经过通信总线的数据交互，实现对pv板输出功率及交流级联光伏发电系统的输出功率控制，并实现跟踪pv板最大输出功率点的功能。同时，本发明避免级联单元因过调制现象而引起的系统运行故障，且保证系统在各种复杂工作环境下的稳定、安全、可靠运行。

如图7所示，为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制装置实施例3的结构示意图，所述装置包括：主控制器70和从控制器71，其中，主控制器70包括：获取模块701、第一判断模块702、生成模块703以及第一控制模块704，从控制器71包括：接收模块711和第二控制模块712；其中，第一控制模块704包括：第二分配单元7041；第二控制模块712包括：第一判断单元7121、第一控制单元7122、第二控制单元7123以及第四控制单元7124；其中：

获取模块701，用于获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

在系统初始化后，通过主控制器70中的获取模块701获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率。

第一判断模块702，用于判断总功率是否大于预设功率值；

当获取到交流级联光伏发电系统当前输出的总功率后，通过主控制器70中的第一判断模块702判断总功率是否大于等于预设功率值。其中，所述的预设功率值可以根据实际需求，进行灵活的设定。例如，可将预设功率值定为总功率值的10％等。

生成模块703，用于当总功率大于预设功率值时，生成第一控制控制信号；或当总功率小于等于预设功率值时，生成第二控制信号；

当总功率大于预设功率值时，通过主控制器70中的生成模块703生成第一控制信号。所述的第一控制信号用于使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)操作。

当总功率小于等于预设功率值时，通过主控制器70中的生成模块703生成第二控制信号。所述第二控制信号为分配与从控制器相连的级联单元功率调节的指令。

接收模块711，用于接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号；

当主控制器70中的生成模块703生成第一控制信号时，从控制器71中的接收模块711接收第一控制信号；当主控制器70中的生成模块703生成第二控制信号时，从控制器71中的接收模块711接收第二控制信号。

第一判断单元7121，用于当从控制器接收主控制器生成的第一控制信号后，判断与从控制器相连的本级联单元是否出现过调制；

当总功率大于预设功率值，主控制器生成第一控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第一控制信号，并通过从控制器中的第一判断单元7121根据第一控制信号对本级联单元进行防过调制判断，判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制。

第一控制单元7122，用于当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作；

当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，从控制器中的第一控制单元7122控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作。

第二控制单元7123，用于当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略；

当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，从控制器中的第二控制单元7123控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

第二分配单元7041，用于当从控制器接收主控制器生成的第二控制信号后，计算和分配所述从控制器的第二控制指令；

当总功率小于等于预设功率值，主控制器生成第二控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第二控制信号，基于生成的第二控制信号，主控制器中的第二分配单元7041计算并分配从控制器的第二控制指令

第四控制单元7124，用于根据所述第二控制指令，基于防过调制策略，控制与所述从控制器相连的级联单元进行功率输出。

从控制器中第四控制单元7124根据主控制器生成的第二控制指令，根据防过调制策略控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

综上所述，本发明公开的交流级联光伏发电系统的主控制器与从控制器通过对电压、电流、温度等信息采集，运算及控制，以及经过通信总线的数据交互，实现对pv板输出功率及交流级联光伏发电系统的输出功率控制，并实现跟踪pv板最大输出功率点的功能。同时，本发明避免级联单元因过调制现象而引起的系统运行故障，且保证系统在各种复杂工作环境下的稳定、安全、可靠运行。

如图8所示，为本发明公开的一种交流级联光伏发电系统的控制装置实施例4的结构示意图，所述装置包括：主控制器80和从控制器81，其中，主控制器80包括：获取模块801、第一判断模块802、生成模块803以及第一控制模块804，从控制器81包括：接收模块811和第二控制模块812；其中，第一控制模块804包括：第三分配单元8041；第二控制模块812包括：第一判断单元8121、第一控制单元8122、第二控制单元8123以及第五控制单元8124；其中：

获取模块801，用于获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率；

在系统初始化后，通过主控制器80中的获取模块801获取交流级联光伏发电系统当前输出的总功率。

第一判断模块802，用于判断总功率是否大于预设功率值；

当获取到交流级联光伏发电系统当前输出的总功率后，通过主控制器70中的第一判断模块802判断总功率是否大于等于预设功率值。其中，所述的预设功率值可以根据实际需求，进行灵活的设定。例如，可将预设功率值定为总功率值的10％等。

生成模块803，用于当总功率大于预设功率值时，生成第一控制控制信号；或当总功率小于等于预设功率值时，生成第二控制信号；

当总功率大于预设功率值时，通过主控制器80中的生成模块803生成第一控制信号。所述的第一控制信号用于使能与从控制器相连的级联单元独立执行mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)操作。

当总功率小于等于预设功率值时，通过主控制器80中的生成模块803生成第二控制信号。所述第二控制信号为分配与从控制器相连的级联单元功率调节的指令。

接收模块811，用于接收主控制器生成的第一控制信号或第二控制信号；

当主控制器80中的生成模块803生成第一控制信号时，从控制器81中的接收模块811接收第一控制信号；当主控制器80中的生成模块803生成第二控制信号时，从控制器81中的接收模块811接收第二控制信号。

第一判断单元8121，用于当从控制器接收主控制器生成的第一控制信号后，判断与从控制器相连的本级联单元是否出现过调制；

当总功率大于预设功率值，主控制器生成第一控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第一控制信号，并通过从控制器中的第一判断单元8121根据第一控制信号对本级联单元进行防过调制判断，判断与从控制器相连的级联单元是否出现过调制。

第一控制单元8122，用于当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作；

当与从控制器相连的级联单元未出现过调制时，从控制器中的第一控制单元8122控制与从控制器相连的级联单元执行mppt操作。

第二控制单元8123，用于当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略；

当与从控制器相连的级联单元出现过调制时，从控制器中的第二控制单元8123控制与从控制器相连的级联单元进入过调制保护区域，执行防过调制策略。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

第三分配单元8041，用于当从控制器接收主控制器生成的第二控制信号后，基于防过调制策略计算和分配从控制器的第三控制指令；

当总功率小于等于预设功率值，主控制器生成第二控制信号后，从控制器接收主控制器生成的第二控制信号，基于生成的第二控制信号，主控制器中的第三分配单元8041基于防过调制策略计算和分配从控制器的第三控制指令。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

第五控制单元8124，用于根据第三控制指令，并基于防过调制策略，控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。

从控制器中的第五控制单元8124根据主控制器生成的第三控制指令，根据防过调制策略控制与从控制器相连的级联单元进行功率输出。需要说明的是，所述的防过调制策略可以是控制与从控制器相连的级联单元的输出功率小于或等于最大调制度限制值所对应的输出功率值；或者是控制与从控制器相连的级联单元的输入电压大于或等于最大调制度限制值所对应的输入电压值。

综上所述，本发明公开的交流级联光伏发电系统的主控制器与从控制器通过对电压、电流、温度等信息采集，运算及控制，以及经过通信总线的数据交互，实现对pv板输出功率及交流级联光伏发电系统的输出功率控制，并实现跟踪pv板最大输出功率点的功能。同时，本发明避免级联单元因过调制现象而引起的系统运行故障，且保证系统在各种复杂工作环境下的稳定、安全、可靠运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。