一种逆变器输入侧控制方法和应用其的逆变器与流程

本发明属于光伏发电领域，具体涉及一种应用于光伏逆变器的输入侧控制方法以及采用该输入侧控制方法的逆变器。

背景技术：

光伏逆变器是光伏发电系统的核心部件，负责将光伏面板(pv)产生的直流电转化为交流电。一般来说，光伏逆变器只支持pv输入，使得其应用场景受限。由于针对pv输入的控制方法和其他输入源(例如电压源/电流源)不同，要实现兼容多种输入源输入(如图1所示的逆变器兼容pv源和电压源输入)，逆变器端必须采取新的控制方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种一种能够兼容电压源输入和光伏源输入的逆变器输入侧控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种逆变器输入侧控制方法，应用于输入侧连接有电压源和光伏源两种输入源的逆变器中，所述兼容电压源输入和光伏源输入的逆变器输入侧控制方法为：对所述逆变器的输入源进行输出阻抗检测，从而识别当前其输入侧为所述电压源或所述光伏源，再针对当前输入侧的所述电压源或所述光伏源进行对应的最大功率追踪。

优选的，对所述逆变器的输入源进行阻抗检测，从而识别当前其输入侧为所述电压源或所述光伏源的方法为：当所述逆变器检测到有直流输入接入时，所述逆变器进入识别状态，并记录此时的输入电压ustart，所述逆变器为所述输入源设定目标电流值igate，当所述输入源输出的电流达到所述目标电流值igate时，所述逆变器记录此时的输入电压uend，从而利用计算所述输入源的输出阻抗r0，当所述输入源的输出阻抗r0大于设定的阻抗阈值rgate时，判定所述逆变器当前输入侧为所述光伏源，否则判定所述逆变器当前输入侧为所述电压源。

优选的，所述逆变器通过其直流侧dc/dc电路的控制环路而设定所述目标电流值igate。

优选的，所述逆变器的直流侧dc/dc电路的控制环路工作在单电流环控制模式时设定所述目标电流值igate。

优选的，当识别出所述逆变器当前输入侧为所述电压源时，进行最大功率追踪的方法为：所述逆变器的直流侧dc/dc电路的控制环路保持在单电流环控制模式，以设定的第一步长istep1为步进逐渐增大所述控制环路的电流给定，使所述电压源的输出电流逐渐增大；在所述电压源的输出电流逐渐增大的过程中，实时检测所述电压源的输出电压，当所述电压源的输出电压低于ustart-ugate1时，停止增大所述控制环路的电流给定，转而以设定的第二步长istep2为步进减小所述控制环路的电流给定，使所述电压源的输出电流逐渐减小；在所述电压源的输出电流逐渐减小的过程中，实时检测所述电压源的输出电压，当所述电压源的输出电压高于ustart-ugate2时，停止减小所述控制环路的电流给定并保持不变，记录此时所述电压源的输出电流iwork，使所述电压源的输出电流保持为iwork，完成最大功率追踪；其中ugate1为预设的第一电压阈值，ugate2为预设的第二电压阈值。

本发明还提供一种逆变器，该逆变器能够兼容电压源输入和光伏源输入，并采用上述的逆变器输入侧控制方法。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明解决了目前逆变器无法兼容其他输入源的问题，从而扩展了逆变器的应用场景。

附图说明

附图1为兼容pv源和电压源输入的逆变器原理图。

附图2为光伏源的i-v曲线。

附图3为本发明的逆变器输入侧控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：一种逆变器，其输入侧连接有电压源和光伏源这两种输入源。故其采用以下的输入侧控制方法。该逆变器输入侧控制方法为对逆变器的输入源进行输出阻抗检测，从而识别当前其输入侧为电压源或光伏源，再针对当前输入侧的电压源或光伏源进行对应的最大功率追踪。

pv面板的电气特性区别于传统电压源或电流源，它的i-v输出是曲线，电压随着电流的增大而减小，并且减小的幅度非线性，因此导入它的最大功率点在开路电压(电流为0)和短路电压(电流最大)之间的某个点，如图2中实线所示。而电压源作为常见的电源形态，它的i-v输出是直线型的，随着电流的增大，电压保持不变，直到电流增大到电源的电流限制值(此时也是电源的最大功率点)，电压源的i-v特性如图2中虚线所示。

本发明提出的控制方案包括两块，一是输入源的识别，负责确定当前输入的是电压源还是pv面板(光伏源)；二是针对pv面板和电压源分别采取不同的控制方案，以追踪到电源的最大功率点。

一、输入识别

根据电压源和pv源的i-v特性的不同，采用阻抗检测的方法来识别当前的电源类型。这里的阻抗，指的是输入源的输出阻抗，定义为

根据图2中的i-v特性曲线可以看出，电压源的r0无穷小，趋近于0，而pv源的r0相较之下要更大，因此，可以通过检测r0来区别当前直流侧输入是pv源还是电压源，故如附图3所示，对逆变器的输入源进行阻抗检测，从而识别当前其输入侧为电压源或光伏源的方法为：

1、当逆变器检测到有直流输入接入时，逆变器进入识别状态，并记录此时的输入电压ustart。

2、在识别状态中，逆变器的直流侧dc/dc电路的控制环路工作在单电流环控制模式，则逆变器通过其直流侧dc/dc电路的控制环路而为输入源设定目标电流值igate。该目标电流值igate的设定由理论和实际调试来确定，如设为3a。

3、逆变器实时检测输入电压值，当输入源输出的电流达到目标电流值igate时，逆变器记录此时的输入电压uend。

4、利用

计算输入源的输出阻抗r0。

5、根据理论和实际调试，当输入源的输出阻抗r0大于设定的阻抗阈值rgate时，判定逆变器当前输入侧为光伏源，否则判定逆变器当前输入侧为电压源。阻抗阈值rgate的设定也是通过理论和实际调试确定。

二、最大功率输出

6、当识别出逆变器当前输入侧为光伏源时，逆变器的dc/dc电路退出单电流环控制模式，调用针对光伏源的最大功率追踪(mppt)处理函数，来控制光伏源实现最大功率输出。

7、当识别出逆变器当前输入侧为电压源时，进行最大功率追踪的方法为：

逆变器的直流侧dc/dc电路的控制环路保持在单电流环控制模式，以设定的第一步长istep1为步进逐渐增大控制环路的电流给定，使电压源的输出电流逐渐增大。因为当达到电压源的最大输出功率后，如果依然增大电流输出，电压源电压会快速跌落。因此在电压源的输出电流逐渐增大的过程中，实时检测电压源的输出电压，当电压源的输出电压低于ustart-ugate1时，立即停止增大控制环路的电流给定，转而以设定的第二步长istep2为步进减小控制环路的电流给定，使电压源的输出电流逐渐减小。输出电流减小，导致电压源输出电压逐渐恢复，在电压源的输出电流逐渐减小的过程中，实时检测电压源的输出电压，当电压源的输出电压高于ustart-ugate2时，停止减小控制环路的电流给定并保持不变，记录此时电压源的输出电流iwork，电流给定并保持iwork不变，使电压源的输出电流保持为iwork，此时的功率即可认为是电压源的最大输出功率，完成最大功率追踪。其中ugate1为预设的第一电压阈值，ugate2为预设的第二电压阈值。ugate1、ugate2以及istep1、istep2均以理论和实验室调试来确定，本方案实际调试中定为ugate1＝20v，ugate2＝0.5v，istep1＝0.5a，istep2＝0.75a。

以上方案增强了光伏逆变器的兼容性，扩展了逆变器的应用场景，提高逆变器的竞争力。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。