具有离网并机功能的离并网储能逆变器的离并网控制方法与流程

1.本发明涉及逆变器的离并网控制技术领域，具体涉及具有离网并机功能的离并网储能逆变器的离并网控制方法。


背景技术：

2.逆变器的作用是将光伏板产生的直流电经过升压、逆变之后接入电网，是光伏发电过程中最重要的组件之一。对于部分厂家而言，电网取电线路和逆变器逆变电路在机器内部进行连接，负载通过逆变器上对应的负载接口接入逆变器，并在电网、逆变电路及负载之间分别通过开关单元控制是否将负载或者逆变输出端进行并网。
3.由于单台逆变器的输出功率和过流能力有限，在接入较重负载的情况下需要多机并联，让多个逆变器进入并机状态使用，以保证用户侧功率需求。但是当交流侧负载较大时，需要并机的逆变器也较多，在接入或者断开电网时，由于各机通信延迟时间不同，各个器件的各个参数存在轻微差异，因此，在同步闭合多组开关的指令发出后，开关单元必然存在动作不同步的情况。且接入电网时最先开通和断开电网时的几个开关单元将承受原本分摊到各个开关单元的全部电流，必然导致有部分开关单元承受远大于设计值的电流，尤其是负载没有使用软启动保护的情况下，极易导致开关器件发生过流损坏的问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述的分析，本发明提出的具有离网并机功能的离并网储能逆变器的离并网控制方法以解决现有技术的不足。
5.本发明主要通过以下技术方案来实现：
6.本发明提供的具有离网并机功能的离并网储能逆变器的离并网控制方法，用于对离并网储能逆变系统进行离并网控制，所述离并网储能逆变系统包括若干并联设置的逆变器及直流电源，每个所述逆变器的逆变电路分别与直流电源、电网及负载连接，所述电网与逆变电路之间依次通过第一开关单元、第二开关单元连接，所述负载与第一开关单元通过第三开关单元连接，其中一个所述逆变器通过通讯接口连接有解码控制模块，所述解码控制模块与负载之间设有第四开关单元。
7.具体控制步骤包括如下：
8.当负载即将并网时，逆变器进入并机控制模式，断开各逆变器的所有开关单元；
9.控制设定数量的逆变器开机并闭合各并机逆变器的第一开关单元、第三开关单元，使各逆变器上的负载接口与电网连接；
10.当所有开机的逆变器的开关单元都闭合后，主逆变器发出控制信号给解码控制模块使第四开关单元闭合，使负载并网。
11.在并网时通过在负载接入电网之前，将设定数量的逆变器的第一开关单元、第三开关单元都闭合后，再通过逆变器将闭合的控制信号发送给解码控制模块，解码控制模块将控制信号解码后对第四开关单元发送控制指令，负载再接入电网，避免了各逆变器的开
关单元动作不同步导致部分逆变器开关单元过流的问题；离网时，先通过逆变器将断开的控制信号发送给解码控制模块，解码控制模块将控制信号解码后对第四开关单元发送控制指令，先断开负载，即使后续各逆变器的开关单元动作不同步，也不会造成局部过流，提高操作的安全性。
12.进一步地，当负载即将离网时，主逆变器发出控制信号给解码控制模块使第四开关单元断开；
13.各开机的逆变器的第一开关单元、第三开关单元断开，使负载离网。
14.进一步地，设定数量的逆变器包括系统内所有并联的逆变器。
15.进一步地，所述直流电源为储能电池、pv电池中的至少一种。
16.进一步地，所述第四开关为继电器、半导体开关或接触器。
17.进一步地，所述第一开关为继电器、半导体开关或接触器，所述第二开关为继电器、半导体开关或接触器，所述第三开关为继电器、半导体开关或接触器。
18.与现有技术比较本发明技术方案的有益效果为：
19.1、本发明提供的具有离网并机功能的离并网储能逆变器的离并网控制方法，通过将各逆变器的负载接口并联，形成用户交流母线，用户交流母线通过第四开关单元连接至负载，第四开关单元的通断控制信号通过解码控制模块给出，解码控制模块经通信接口与逆变器连接，解码控制模块对逆变器的控制信号解码后，对第四开关单元发送控制指令。在并网时，将逆变器先接入电网，使并机的逆变器上对应的开关单元全部闭合后，再通过逆变器经解码控制模块控制第四开关单元的闭合，使逆变器并网；由于逆变器上对应的开关器件未全部闭合前，负载未接入，各逆变器的开关器件动作不同步不会导致个别逆变器开关组过流。在离网时，逆变器经解码控制模块控制第四开关单元的断开，然后再依次断开逆变器与电网之间的连接，使逆变器脱离电网；由于负载断开，逆变器上的开关器件动作不同步不会造成局部过流。
20.2、通过设置解码控制模块对逆变器的控制信号进行解码，硬件连接简化了逆变器的控制系统及并网的操作步骤，且能避免因人为误操作第四开关单元引发的安全隐患，提高操作的安全性，且能够兼容市面上多数逆变器与接触器，简化了用户的使用成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
22.图1是本发明实施例提供的离并网储能逆变系统的电路图；
23.图2是本发明实施例提供的具有离网并机功能的离并网储能逆变器的离并网控制方法负载并网时的流程示意图；
24.图3是本发明实施例提供的具有离网并机功能的离并网储能逆变器的离并网控制方法负载离网时的流程示意图。
具体实施方式
25.为了使本领域技术人员更好地理解本发明，从而对本发明要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本发明的某些具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本发明构思的某些具体实施方式仅是本发明的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本发明，各具体特征并不当然、直接地限定本发明的实施范围。本领域技术人员在本发明构思的指导下所作的常规选择和替换，均应视为在本发明要求保护的范围内。
26.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
27.实施例1
28.本发明提供了一种具有离网并机功能的离并网储能逆变器的离并网控制方法，用于对离并网储能逆变系统进行离并网控制。
29.如图1所示，离并网储能逆变系统包括若干并联设置的逆变器及直流电源，以图1中的逆变器1为例，每个逆变器的逆变电路分别与直流电源、电网及负载连接，电网与逆变电路之间依次通过第一开关单元k1-1、第二开关单元k2-1连接，负载与第一开关单元k1-1通过第三开关单元k3-1连接，其中一个逆变器作为主逆变器，通过通讯接口连接有解码控制模块，解码控制模块与负载之间设有第四开关单元。
30.具体的，逆变器上设有电网接口、负载接口、直流电源接入接口及通讯接口，电网、负载及直流电源分别与电网接口、负载接口、直流电源接入接口电连接，各开关单元均通过控制器控制，负载接口即为逆变器的backup接口。
31.较佳地，直流电源为储能电池、pv电池中的至少一种。
32.逆变器通过第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元决定是否将负载或者逆变电路进行并网。在实际使用中，为保证功率需求会使用多机并机工作的方式，并机模式下，各逆变器依靠自身的通讯接口与通讯网络以及控制器完成信息与控制指令交互，并机工作下的逆变器从电网取电使用了多路并联。逆变器通过控制第一开关k1-1、第二开关k2-1、第三开关k3-1的不同闭合或断开状态，满足不同模式下的取电、发电、充电需求。
33.用户的大容量负载需要从负载接口并入电网前，利用第四开关单元km实现了负载到负载接口的连接，避免了两者的直接连接。负载并网时，先闭合各逆变器的第一开关单元、第三开关单元使负载接口与电网连接，再通过控制器发出控制信号给解码控制模块闭合第四开关单元。负载脱离电网时，先发出控制信号给解码控制模块断开第四开关单元，使负载与负载接口断开，再断开各逆变器的第一开关单元、第三开关单元，使逆变器脱离电网，通过储能电池及pv电池为负载进行供电，可适配更大容量负载的接入需要。
34.优选地，解码控制模块包括通讯芯片及mcu，通讯芯片与逆变器的通讯接口连接，mcu分别与通讯芯片、第四开关电连接，组成可编程解码单元，用于将逆变器的控制协议代码与市面的逆变器接触信号进行统一，避免增加逆变器的输出控制端口。
35.本实施例中，通讯芯片包括但不限于rs485总线通讯芯片，mcu包括但不限于stm8等各类型mcu控制器。
36.图1中所示的离并网储能逆变系统着重凸出交流部分的线路连接，并未对逆变器的具体结构进行详细说明，例如pv电池、储能电池与电网、负载之间的能量流动需要进行电压大小变换、电压性质变换及对开关单元的自动控制，因此逆变器还至少应包括控制器、直
流变换器、直流交流变换器、过流保护电路及欠压保护电路等结构，以上结构可采用现有的常规连接方式接入逆变器中，本发明着重在于逆变器与负载之间控制结构的改进，在此不再详述逆变器的其他必要结构。
37.优选地，第四开关为继电器、半导体开关或接触器。
38.本实施例中，第四开关为接触器。
39.优选地，第一开关为继电器、半导体开关或接触器，第二开关为继电器、半导体开关或接触器，第三开关为继电器、半导体开关或接触器。
40.优选地，通信接口为rs485接口、can接口、wifi接口或usb接口。通过不同的通信方式与外部进行信息交互。
41.如图2-3所示，对离并网储能逆变系统进行离并网控制具体包括如下步骤：
42.当负载即将并网时，逆变器进入并机控制模式，断开各逆变器的所有开关单元；
43.控制设定数量的逆变器开机并闭合各并机逆变器的第一开关单元、第三开关单元，使各上的负载接口与电网连接；
44.当所有开机的逆变器的开关单元都闭合后，主逆变器发出控制信号给解码控制模块使第四开关单元闭合，使负载并网。
45.当负载即将离网时，主逆变器发出控制信号给解码控制模块使第四开关单元断开；
46.各开机的逆变器的第一开关单元、第三开关单元断开，使负载离网。
47.优选地，设定数量的逆变器包括系统内所有并联的逆变器。
48.此方法的适用条件是在假定选取的逆变器的数量满足负载容量需求的前提下设定的，可以大大简化操作步骤，由于逆变器的台数足够满足负载的接入需求，因此无需估算接入的负载容量。
49.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。