大于一定值后，启动第2逆变单元并网发电；当检测到接触器Κ1、Κ2上流过的功率大于更大设定值后，启动第3逆变单元并网发电。
[0032]由于接触器Κ1、Κ2闭合工作时光伏板能量相对不高，流过接触器Κ1、Κ2的最大电流小于额定值，所以此处选用的接触器容量可小于额定功率。
[0033]在使用LCL滤波电路的基础上，将交流滤波电路电容中点引回直流电容中点，并将各个逆变器的直流电容中点短接，使各组逆变器直流侧中点电位保持一致。其中直流电容中点短接可以用图4所示的等效原理进行说明:
[0034]在图4所示，由4组光伏逆变单元IGBT模块产生的共模电压可以等效为Ucml?Ucm4。以Ucml为例，它产生的共模电流路径有2条，I条是经过L1_>C1，I条是L1->L2_>PCC公共点_>大地_>Cpvl。首先，将4组光伏逆变单元的三角载波利用高速通讯同步，由于4组光伏逆变单元的锁相电压源自同一个电网电压，所以他们的输出电压给定也比较接近，因此与经过同步的三角载波比较产生PWM脉冲，他们的开关时刻也会相对接近，进而产生的共模电压也更接近，这样Ucml?Ucm4之间大部分共模电压可以相互抵消；相较三角载波异步调制方法，大幅度降低了各个光伏逆变单元之间的共模电压。然后，各个直流电容中点用导线R短接，那么两组逆变器直流电容中点电压通过导线钳位，使PV阵列之间的共模电压几乎为零，从而进一步减少了 PV阵列上的共模电流。
[0035]如图5、图6、图7所示，逆变器控制回路包括一个主站控制系统和四个从站控制系统，主站控制系统由主站高压采集板、高速通讯板、主站控制板、主站母板依次连接构成，从站控制系统包括从站高压采集板、从站PWM板、从站母板、电源板和驱动板组成，从站高压采集板、从站PWM板、从站母板依次相连接，电源板和驱动板与从站母板相连接，主站和从站之间的高速通讯采用100M光纤连接，以满足系统通讯的实时性。四个从站控制系统的板卡完全一样，可以相互替代且相互独立，有利于降低维护成本。
[0036]下面对主站控制系统和从站控制系统分别进行说明:
[0037]如图6所示，主站高压采集板:主要用来采样交流电压、接触器电流等信号，其中Xl端口输入三相网侧电压Uabc, X5端子输入接触器Kl电流i12和接触器K2电流i 34，X3端子将主站高压采集板采集的电压电流信号发送给高速通讯板。
[0038]主站母板:X3端子输入经霍尔电流传感器采样的电网侧交流电流IABC，并在主站母板上进行信号处理，通过X9端子发送给主站控制板。
[0039]高速通讯板:与从站控制系统的从站PWM板通过100M光纤连接，实现主站与从站之间的高速数据通讯；X3端子的1，2端口用来向从站PWM板发送数据，采用串行通讯方式，发送数据包括交流电压，载波同步信号，启停逻辑信号等；X3端子的3，4端口用来接收从站PWM板的数据，包括故障信号，逻辑控制信号等。
[0040]主站控制板:主控芯片由CPLD和ARM组成，CPLD负责启停逻辑、高速通讯等方面内容，同时对从站的PWM载波信号进行高速同步，使每组从站的PWM生成载波相位保持一致；ARM主要负责人机界面、上位机通讯和相关计算。X5端子的端口 5外接急停按钮，用以紧急关机。X5端子的端口 6接绝缘故障检测，以检查系统绝缘情况。
[0041]如图7所示，从站控制系统从站高压采集板、从站母板、电源板、驱动板和从站PWM板组成。
[0042]从站高压采集板主要用来采样直流电流，判断接地故障。X5端子输入直流电流idc；X2端口将直流侧正负极相对于大地PE的电势进行比较，以判断是否有接地故障；X3端子将从站高压采集板采集的直流电流信号和接地故障信号发送给PWM板。
[0043]从站母板:X3端子输入经霍尔电流传感器采样的电网侧交流电流I.，并在从站母板上进行信号处理；X4端子输入散热器温度信号；X9端子与从站PWM板相连，向从站PWM板发送电流信号和散热器温度信号，并接收从站PWM发送的PWM脉冲信号；X5端子与驱动板的Xl端子相连，用以将PWM脉冲信号发送给驱动板。
[0044]驱动板:驱动板用来驱动功率开关器件动作，选用CONCEPT公司生产的2SP0115T2Ax系列驱动模块。
[0045]电源板:电源板主要用来采集直流电压和负责给母板供电。
[0046]从站PWM板:主控芯片由DSP和FPGA组成，其中DSP负责光伏逆变器相关算法，FPGA负责采集交流电压、交流电流和直流电压、直流电流用于系统控制和保护，同时通过光纤高速通讯模块和主站进行数据传输，并控制PWM脉冲给定。
[0047]需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种多路MPPT光伏逆变系统，包括逆变器主回路和逆变器控制回路，其特征在于:所述的逆变器主回路包括多个独立的光伏逆变单元，多个光伏组件分别通过直流接触器、EMI滤波电路连接到对应的光伏逆变单元上，多个光伏逆变单元分别经LCL滤波电路连接到三相电网上；所述的逆变器控制回路由一个主站控制系统和多个从站控制系统连接构成，每个光伏逆变单元采集各自的交流进线电流作为系统保护和死时补偿用，每个光伏逆变单元采集各自的直流电压、直流电流作为MPPT跟踪使用，电网电压由逆变器控制回路的主站控制系统进行采集并高速传输至各个从站控制系统共同使用。
2.根据权利要求1所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:所述的光伏逆变单元为二个、三个、四个、六个或八个，所述的光伏组件为二个、三个、四个、六个或八个，所述的从站控制系统为二个、三个、四个、六个或八个。
3.根据权利要求2所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:在每两个光伏逆变单元之间连接有一个接触器。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:所述LCL滤波电路的交流滤波电路电容中点引回至光伏逆变单元直流电容中点，并且各个光伏逆变单元的直流电容中点短接，使各组光伏逆变单元直流侧中点电位保持一致。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:所述的主站控制系统由主站高压采集板、高速通讯板、主站控制板、主站母板依次连接构成，所述主站高压采集板采集三相电网电压和接触器电流并发送给高速通讯板，所述高速通讯板与从站控制系统及主站控制板相连接，并将三相电网电压、接触器电流发送给从站控制系统和主站控制板；主站母板采集电网侧交流电流并发送给主站控制板；主站控制板对从站的PWM载波信号进行高速同步，使每组从站的PWM生成载波相位保持一致。
6.根据权利要求5所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:所述的主站控制板包括CPLD和ARM，该CPLD负责启停逻辑、高速通讯处理并对从站PWM载波信号进行高速同步，使每组从站的PWM生成载波相位保持一致；该ARM负责人机界面、通讯和数据处理。
7.根据权利要求5所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:所述的高速通讯板与主站控制板及从站控制系统采用10M光纤进行连接。
8.根据权利要求5所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:所述的主站控制板还连接一触摸屏。
9.根据权利要求5所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:所述的从站控制系统包括从站高压采集板、从站PWM板、从站母板、电源板和驱动板组成，所述从站高压采集板、从站PWM板、从站母板依次相连接，所述电源板和驱动板与从站母板相连接；该从站PWM板与高速通讯板相连接进行数据传送；该从站高压采集板与逆变器主回路相连接用于采集直流电压和直流电流；该电源板与逆变器主回路用来采集直流电压并为从站母板供电；该驱动板与功率开关器件相连接用来驱动功率开关器件动作。
10.根据权利要求9所述的一种多路MPPT光伏逆变系统，其特征在于:所述的从站PWM板包括DSP和FPGA，该DSP负责光伏逆变器相关算法计算，该FPGA负责采集交流电压、交流电流、直流电压和直流电流，用于系统控制和保护并与主站进行数据传输，实现控制PWM脉冲给定。
【专利摘要】本发明涉及一种多路MPPT光伏逆变系统，其技术特点是：逆变器主回路包括多个独立的光伏逆变单元，多个光伏组件分别通过光伏逆变单元直流接触器、EMI滤波电路连接到对应的光伏逆变单元上，多个光伏逆变单元分别经LCL滤波电路连接到三相电网上；逆变器控制回路由一个主站控制系统和多个从站控制系统连接构成，每个光伏逆变单元采集各自的交流进线电流、直流电压、直流电流，电网电压由逆变器控制回路的主站控制系统进行采集并高速传输至各个从站控制系统共同使用。本发明在主站和从站之间采用高速通信方式实现逆变输出载波功能，降低了各组逆变器之间的共模电压，提高了系统的稳定性和可靠性，降低了流过PV阵列的共模电流，有利于提高电池板寿命。
【IPC分类】H02J3-38, H02S40-32
【公开号】CN104578141
【申请号】CN201410736498
【发明人】王建峰, 宋鹏, 李晓燕, 金雪峰, 田凯, 王自满
【申请人】天津电气科学研究院有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月5日