多模块光伏并网逆变器的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏并网发电技术领域，尤其涉及一种多模块光伏并网逆变器的控制系统。
【背景技术】
[0002]逆变器是一种将直流电转换成交流电的电源转换装置，是光伏发电系统中重要的电源转换设备。
[0003]随着电力电子技术的发展，光伏并网逆变器技术发展已较为成熟，其中，大功率光伏并网逆变器主要分为集中式和模块式两种。在此，针对模块式逆变器而言，其采用多个逆变器模块并联，从而扩展系统功率等级，满足大功率光伏发电场合需求；此外，其可以实现N+1或N+M的冗余设计，当其中的一个或者几个逆变器模块发生故障时，只需将故障的逆变器模块停机处理即可，而其他逆变器模板正常工作，从而能够保证系统正常运行，提高系统可靠性，且易于维护。
[0004]综上所述，在光伏并网发电技术中，为实现模块式逆变器的性能及信号监测，并保证模块式逆变器的正常运行，可以通过模块式逆变器控制系统来实现。
[0005]目前，常用的模块式逆变器控制系统，如图1所示，为一个逆变器控制器控制N个并联的逆变器模块111-lln，这一个逆变器控制器须完成对N个逆变器模块的信号的采集和监测，同时还要向其他外接设备(例如，上位机、人机显示界面等)发送采集到的逆变器模块的信号，这种结构的控制系统，对逆变器控制器本身的硬件资源需求较大，且会使控制器电路板面积较大，不便于安装；同时，在某一逆变模块出现故障时，需要将整个系统停机处理，才能进行维护工作，对发电耗损较大。
【发明内容】
[0006]本发明的实施例提供一种多模块光伏并网逆变器的控制系统，能够降低控制器的硬件资源需求，简化其电路板结构，且在进行逆变器故障维护时，只需将关闭故障模块单元即可，从而能够减少故障所造成的发电损失。
[0007]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0008]一种多模块光伏并网逆变器的控制系统，其中，逆变器包括多个逆变器模块，控制系统包括多个第一控制模块和一个第二控制模块，多个第一控制模块，与多个逆变器模块一对一连接，用于采集每个逆变器模块的模块运行数据，并将模块运行数据经过通讯总线传输至第二控制模块；第二控制模块，与多个第一控制模块通过通讯总线连接，用于向多个第一控制模块发送逆变器控制指令，并获取多个所述第一控制模块采集的逆变器模块的模块运行数据。
[0009]本发明实施例提供的一种多模块光伏并网逆变器的控制系统，将多个第一控制模块与多个逆变器模块一对一连接，最终再通过总线与第二控制模块建立连接，从而将逆变器模块的数据采集以及运行控制功能分布到了多个第一控制模块上，这样减少了主逆变器控制器的硬件资源以及软件资源的要求。此外，由于采用了模块式结构，在进行逆变器故障维护时，只需将关闭故障的逆变器模块以及相应的第一控制模块即可，而不必关闭整个逆变器的控制系统，从而能够减少故障所造成的发电损失。
【附图说明】
[0010]图1为现有技术中的模块式逆变器控制系统示意图；
[0011]图2为本发明实施例的多模块光伏并网逆变器的控制系统示意图；
[0012]图3为本发明实施例的第一控制模块结构框图；
[0013]图4为本发明实施例的第二控制模块结构框图。
【具体实施方式】
[0014]本发明实施例提供的多模块光伏并网逆变器的控制系统，可用于大功率模块式光伏并网逆变器的控制，逆变器由多个逆变器模块并联组成，每一个逆变器模块由与其连接的逆变器控制模块(下文中的第一控制模块)对其进行数据采集，η个逆变器控制模块由一个主控控制模块(下文中的第二控制模块)同步控制，同时，逆变器控制模块还将采集的逆变器模块的数据发送给主控控制模块，主控控制模块可以连接其他分析设备，对逆变器模块的数据进行数据分析，以便对逆变器模块进行维护。
[0015]下面结合附图对本发明实施例的多模块光伏并网逆变器的控制系统进行详细描述。
[0016]如图2所示，本发明实施例提供的多模块光伏并网逆变器的控制系统，其中，逆变器11包括多个逆变器模块111?11η，控制系统包括多个第一控制模块121?12η和第二控制模块13。
[0017]多个第一控制模块121?12η，与多个逆变器模块111?Iln—对一连接，用于采集每个逆变器模块的模块运行数据，并将模块运行数据经过通讯总线传输至第二控制模块13 ;第二控制模块13，与多个第一控制模块121?12η通过通讯总线连接，用于向多个第一控制模块121?12η发送逆变器控制指令，并获取多个第一控制模块121?12η采集的逆变器模块111?Iln的模块运行数据。由于本发明实施例中，第一控制模块和逆变模块均为多个，为了表述方便，在下文中，表达单个逆变器模块和单个第一控制模块时用逆变器模块11η和第一控制模块12η的形式表达，在表达多个逆变器模块和多个第一控制模块采用逆变器模块111?Iln和第一控制模块121?12η的形式表达。
[0018]如图2中所示，光伏阵列I至光伏阵列η将与多个逆变器模块(逆变器模块111至逆变器模块Iln) —对一连接，逆变器模块将光伏阵列中输出的直流电转换为交流电，经过隔离变压器最终传输到电网侧。
[0019]本发明实施例的控制系统中，采用了的控制体系，采用多个第一控制模块121?12η直接对逆变器模块111?I In进行监测和控制，然后通过总线方式将多个第一控制模块121?12η与第二控制模块13建立通讯连接，从而将逆变器的数据采集以及运行控制功能分布到了多个第一控制模块121?12η上，从而能够减少主逆变器控制器的负担，降低逆变器控制器的硬软件的要求，同时还便于故障维护，有利于而保障整个电网正常工作运行。
[0020]下面将从以下几个方面进一步对本发明实施例进行说明。
[0021](一 )第一控制模块
[0022]根据本发明实施例，第一控制模块121?12η可以作为逆变器模块111?Iln与第二控制模块13之间的交互枢纽，逆变器模块Iln通过与其对应的第一控制模块12η将其模块运行数据发送给第二控制模块13，第二控制模块13则通过第一控制模块121?12η向逆变器模块111?Iln发送逆变器控制指令，这里所提出的逆变器控制指令包括但不限于逆变器模块启动指令、逆变器模块停止指令以及控制第一控制模块121?12η对逆变器模块111?Iln进行数据采集的指令。
[0023]如图3所示，根据本发明实施例，每一个第一控制模块12η可以包括图3中所示的功能单元，具体而言，第一控制模块12η可以包括逆变控制器21、信号采集单元22、PWM驱动单元23以及第一数据通信接口单元24。
[0024]其中，信号采集单元22，与逆变控制器21和逆变器模块Iln连接，用于采集逆变器模块Iln的模块运行数据，并发送给逆变控制器21。
[0025]PWM驱动单元23，与逆变控制器21和逆变器模块Iln连接，用于调理由逆变器控制器21生成的PWM控制信号，并向逆变器模块Iln的IGBT单元发送PWM控制信号。
[0026]第一数据通信接口单元24，与逆变控制器21连接，并通过通讯总线与第二控制模块13通讯连接。
[0027]逆变控制器21，用于接收信号采集单元22采集的模块运行数据并控制第一数据通信接口单元24接收来自第二控制模块13的逆变器控制指令，根据模块运行数据和逆变器控制指令，生成PWM控制信号，并将PWM控制信号发送给PWM驱动单元23，以及控制第一数据通信接口单元24向第二控制模块13发送模块运行数据。逆变控制器21可以采用DSP126芯片，但是不限于DSP126芯片，只要能够实现第一控制模块12η的功能即可。