一种光伏逆变器MPPT重启机制的制作方法

本发明属于太阳能光伏技术领域，尤其是涉及一种光伏逆变器mppt重启机制。

背景技术：

最大功率点追踪(mppt)是光伏逆变器的一项重要功能。mppt跟踪效果的好坏直接影响到逆变器的发电量。随着分布式光伏逆变器的推广，光伏逆变器的独立mppt路数在不断增加，目的也在于增加系统的总发电量。光伏逆变器的mppt功能运行和安装环境关系很大。一般在输入光伏逆变器的组串电池片一致性好，安装角度、朝向一致性好且没有遮挡的情况下mppt的运行状态较好。而在一些特殊的工况，比如组串角度偏差较大，有短时遮挡，串联电池片规格不统一等特殊工况时mppt效果会变差。有时候某一路组串一直工作在最大功率点较远的位置，造成光伏逆变器发电量损失，如图7为pv电池板正常工作时的电流电压特性曲线图，图8为pv电池板出现遮挡的情况的一种曲线图，从图8中可以看出，电池板的功率曲线由于遮挡存在了多峰的情况，如果逆变器长时间工作在较低的峰值处就会造成能量的损失。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种光伏逆变器mppt重启机制，以解决mppt的某些组串(string)异常时，mppt的跟踪效果变差，从而造成光伏逆变器发电量损失的问题。

一种光伏逆变器mppt重启机制，包括如下步骤：

s101：识别接入每一路mppt的组件串数；

s102：进行异常组串判断，判断某一路为异常组件后，进行步骤s103；对光伏逆变器的输入总功率进行判断，发现光伏逆变器整体跟踪不准后，进入s104；

s103：触发单路重启；

s104：触发整体重启。

进一步的，所述步骤s101中，识别接入每一路mppt的组件串数的方法为：

s201：检测光伏逆变器的输入功率；

s202：当光伏逆变器的输入功率能够达到额定功率的50％以上时，进入步骤s203，否则返回步骤s201；

s203：对有电池组串接入的各路mppt的输入电流的大小进行排序；

s204：在s203中取最大的一路mppt的输入电流imax，和电流判断基值ibase_set比较，确定ibase的值；

s205：确定第n路mppt接入实际的组串数sn，sn＝in/ibase，其中in为第n路mppt的电流；

进一步的，在所述步骤s204中，imax和ibase_set比较的逻辑为：将imax/m、imax/(m-1)、imax/1依次和ibase_set进行比较，误差值在设定值δi之内则确定为ibase。

进一步的，所述步骤s102中，进行异常组串判断的方法为：

s301：检测光伏逆变器的输入功率；

s302：当光伏逆变器的输入功率大于额定功率的10％时，进入步骤s303，否则返回步骤s301；

s303：比较每一路mppt的每一个组串的电流平均值，所述每一路mppt的每一个组串的电流平均值等于各路mppt的输入电流值除以该路接入的组串数sn；

s304：在s303中取最大的电流平均值，作为判据的参考值iref，进入步骤s305；

s305：将每一路mppt的平均电流和iref做为比较，当iref>k*in时，判定第n路为异常组件，进入步骤s306，其中k为电流倍率，一般取k＝2；

s306：触发单路重启。

进一步的，所述步骤s103中，所述单路重启的逻辑为：

s401：检测某一路mppt重启标志位；

s402：复位该路的mppt参数和寄存器；

s403：采用扫描的方式对开口电压从100％到50％进行等幅值扫描；

s404：记录扫描过程中的功率最大点；

s405：扫描结束以后将该路的电压工作点确定在扫描记录的最大功率点处；

s406：单路重启结束，切换到mppt状态。

进一步的，所述步骤s104中，所述整体重启的逻辑为：

s501：检测光伏逆变器的总功率；

s502：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤s503，否则，返回步骤s501；

s503：设定延时重启的时间：delay_time＝short_time；

s504：光伏逆变器软件重启；

s505：重启计数restart_num++；

s506：若restart_num>n，进入步骤s507，否则，返回步骤s502；

s507：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤s508，否则，结束；

s508：设定延时重启的时间：delay_time＝long_time；

s509：光伏逆变器软件重启。

相对于现有技术，本发明提出一种逆变器mppt重启机制，具有以下优势：实时监控输入逆变器的各组件的运行情况，甄别跟踪异常的组串，对异常组串进行重启操作，寻找该路的最大功率点，从而实现逆变器发电的最优化。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种光伏逆变器mppt重启机制的逻辑图；

图2为本发明实施例所述的光伏逆变器的每路mppt的输入组串数识别逻辑图；

图3为本发明实施例所述的异常组串的识别逻辑图；

图4为本发明实施例所述的单路重启的逻辑图；

图5为本发明实施例所述的整体重启的逻辑图；

图6为现有电池板的一种串并联结构图；

图7为pv电池板的正常工作时电流电压特性曲线图；

图8为pv电池板出现遮挡的情况的一种曲线图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图6为现有电池板的一种串并联结构图，组串型光伏逆变器一般有多路mppt输入，每路mppt之间是独立控制的；接入每一路mppt的组串(string)数量从1到m不等，组成每一串的电池板(module)数量也是不确定的，一般，同一路mppt下的电池板数量相同，电池板串联数量不改变该组串输出电流的大小。

假设逆变器输入的独立mppt路数为n，每一路接入的最大组串(string)数为m，每一组串输出的电流为ibase，则有下式成立i1≈i2≈i3≈…≈in＝m*ibase，实际运行过程中每一路mppt电流的大小仅和接入组串(string)的数量有关，且为ibase的整数倍。

组串的输出最大功率和组件的短路电流呈线性关系，市场的主流的电池板组件短路电流差别不大(一般在1a以内)，程序中设置默认的组件短路电流为ie。根据ie确定电流判断基值ibase_set，ibase_set＝kp*ie，其中kp为当前功率和额定功率的比值。

如图1所示，本发明提成一种光伏逆变器mppt重启机制，包括如下步骤：

s101：识别接入每一路mppt的组件串数；

s102：进行异常组串判断，判断某一路为异常组件后，进行步骤s103；对光伏逆变器的输入总功率进行判断，发现光伏逆变器整体跟踪不准后，进入s104；

s103：触发单路重启；

s104：触发整体重启。

由于接入每一路mppt的组串数不确定，首先要识别接入每一路mppt的接入组件的串数，图2为光伏逆变器的每路mppt的输入组串数识别逻辑图，包括如下步骤：

s201：检测光伏逆变器的输入功率；

s202：当光伏逆变器的输入功率能够达到额定功率的50％以上时，进入步骤s203，否则返回步骤s201；

s203：对有电池组串接入的各路mppt的输入电流的大小进行排序；

s204：在s203中取最大的一路mppt的输入电流imax，和电流判断基值ibase_set比较，确定ibase的值；

s205：确定第n路mppt接入实际的组串数sn，sn＝in/ibase，其中in为第n路mppt的电流；

优选的，在所述步骤s204中，imax和ibase_set比较的逻辑为：将imax/m、imax/(m-1)、imax/1依次和ibase_set进行比较，误差值在设定值δi之内则确定为ibase。

当某一组串出现局部遮挡或者某一路mppt跟踪跑偏的时候表现的特征就是电流较小，功率较小，异常组串的识别逻辑如图3所示，包括如下步骤：

s301：检测光伏逆变器的输入功率；

s302：当光伏逆变器的输入功率大于额定功率的10％时，进入步骤s303，否则返回步骤s301；

s303：比较每一路mppt的每一个组串的电流平均值，所述每一路mppt的每一个组串的电流平均值等于各路mppt的输入电流值除以该路接入的组串数sn；

s304：在s303中取最大的电流平均值，作为判据的参考值iref，进入步骤s305；

s305：将每一路mppt的平均电流和iref做为比较，当iref>k*in时，判定第n路为异常组件，进入步骤s306，其中k为电流倍率，一般取k＝2；

s306：触发单路重启。

某一路mppt输入判断为异常，说明该路的输入存在遮挡等情况，有可能是输入的所有组串都有遮挡，也有可能是部分组串有遮挡，遮挡可能会产生多峰、组串和组串的最大功率点偏差较大等情况，单路重启的目的就是寻找该路的综合的最大功率点，获得几个组串并联后的最大能量。图4为单路重启的逻辑图，包括如下步骤：

s401：检测某一路mppt重启标志位；

s402：复位该路的mppt参数和寄存器；

s403：采用扫描的方式对开口电压从100％到50％进行等幅值扫描；

s404：记录扫描过程中的功率最大点；

s405：扫描结束以后将该路的电压工作点确定在扫描记录的最大功率点处；

s406：单路重启结束，切换到mppt状态。

如果出现逆变器所有的输入组串都有遮挡，有可能造成光伏逆变器整体跟踪不准，这个时候找不到电流比较的基准值iref，本发明提出整体重启机制，实现逻辑如图5所示，当所有的mppt都跟踪跑偏的时候，需要整体重启，整体重启不能太频繁，因为在早晚、或者雾霾或者阴雨天也会出现功率一很小的情况，采用延时重启的机制，包括如下步骤：

s501：检测光伏逆变器的总功率；

s502：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤s503，否则，返回步骤s501；

s503：设定延时重启的时间：delay_time＝short_time；

s504：光伏逆变器软件重启；

s505：重启计数restart_num++；

s506：若restart_num>n，进入步骤s507，否则，返回步骤s502；

s507：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤s508，否则，结束；

s508：设定延时重启的时间：delay_time＝long_time；

s509：光伏逆变器软件重启。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。