多模块光伏并网逆变器的控制系统的制作方法_2

文档序号:8432986阅读:来源:国知局
[0028]其中,信号采集单元22可以包括数字信号采集单元和模拟信号采集单元。
[0029]进一步来说,数字信号采集单元用于采集逆变器模块的交直流断路器状态信号、接触器状态信号、熔断器状态信号、交直流过流信号、交直流过压信号以及IGBT故障信号中的任意一个或多个;模拟信号采集单元用于采集逆变器模块的三相交流电流信号、三相交流电压信号、直流电流信号、直流电压信号以及IGBT单元的温度信号中的任意一个或多个。此外,数字信号采集单元还可以根据采集到的接触器状态信号生成接触器动作指令和PWM信号。
[0030]根据本发明的优选实施例,第一控制模块12η还可以包括第一存储单元25,与逆变控制器21连接,用于存储信号采集单元22采集到的所述模块运行数据。其中,第一存储单元25可以包括随机存储器(RAM)和带电可擦可编程只读存储器(EEPROM,一种掉电后数据不丢失的存储芯片),RAM和EEPROM可以在系统中各司其职,例如,在多模块光伏并网逆变器系统发生故障时,在故障发生时刻前后一段时间内,第一存储单元25可以将采集到的数据(例如,模块运行数据)存储到RAM中,可以供故障分析时候使用,另一方面,EEPROM用于存储系统参数,即在不同控制模式或者不同控制功能,存储数据,以供在第二控制模块13发送逆变器控制指令时,调取相应的系统参数进行控制,同时,在系统进行升级时,EEPROM还可以进行系统参数存储。
[0031]总体来说,前述数字信号采集单元和模拟信号采集单元采集的到的数据即为逆变器模块的模块运行数据,第一控制模块121?12η将这些模块运行数据通过通讯总线发送给第二控制模块13,第二控制模块13会根据包括模块运行数据的数据信息生成逆变器控制指令,同时,第二控制模块还将这些数据发送给一些外部分析设备(或者显示设备),从而实现对逆变器模块的故障定位及维护。
[0032]另一方面,在第一控制模块12η中的逆变控制器21还包括最大功率点跟踪功能,用于对光伏电池板的最大功率点进行跟踪。
[0033]此外,为了能够使第一控制模块121?12η “读懂”第二控制模块13发送的逆变器控制指令,第一控制模块121?12η与外部程序管理器(图中未示出)通讯连接,用于下载对逆变器控制指令进行解析的控制程序,该控制程序中包含第一控制模块121?12η与第二控制模块13进行通信所需的通信协议,例如,第二控制模块13发送的逆变器开启指令为01010110,这个控制程序会将该指令解析为逆变器开启指令,与第一控制模块121?12η的对应连接的逆变器模块执行开启操作。第一控制模块121?12η与外部程序管理器的连接可以通过总线连接,例如RS485总线。
[0034]( 二 )第二控制模块
[0035]第二控制模块13作为本发明实施例的控制系统的总控制器,其通过每个第一控制模块12η对对应的逆变器模块Iln进行控制,同时,还可以将获得的每一个逆变器模块(111?Iln)的模块运行数据和逆变器11的整机运行数据发送至显示设备、上位机、外部分析设备等,对这些运行数据进行显示、分析,从而对逆变器模块111?Iln(或作为整体的逆变器11)进行维护。
[0036]如图4所示,第二控制模块13可以具体包括主控制器131、第二数据通信接口单元132以及计量信号采集单元133,
[0037]计量信号采集单元133,与逆变器11连接和主控制器131连接,用于采集逆变器11的整机运行数据,并发送给主控制器131 ;对于计量信号采集单元133,想要指出的是,其与第一控制模块121?12η中的信号采集单元22不同的是,信号采集单元22是与逆变器11中的其中一个逆变器模块111?Iln中的一个逆变器模块连接,对这一个逆变器模块Iln的运行数据进行采集(即模块运行数据),而计量信号采集单元133的输入端与多个逆变器模块111?Iln构成的作为整体逆变器11直接连接(例如连接在逆变器11的输出端上),计量信号采集单元133输出端与主控制器131连接,将对逆变器11进行整机运行数据采集,并发送给主控制器131。
[0038]第二数据通信接口单元132与主控制器131连接,并通过通讯总线与第一控制模块121?12η通讯连接(具体来说,可以是与第一控制模块121?12η的第一数据通信接口单元24通讯连接)。
[0039]主控制器131,用于控制第二数据通信接口单元132接收来自第一控制模块121?12η的模块运行数据,并且接收计量信号采集单元133采集的逆变器11的整机运行数据,根据模块运行数据和整机运行数据,生成针对各个逆变器模块Iln的逆变器控制指令,并通过第二数据通信接口单元132向各个第一控制模块121?12η发送。
[0040]其中,整机运行数据包括逆变器11的网侧三相交流电流信号、网侧三相交流电压信号、逆变器启动信号、逆变器复位信号、逆变器急停状态信号以及浪涌信号中的任意一个或多个。
[0041]如上所述,第二控制模块13与第一控制模块121?12η两者建立了数据交互,但要对逆变器11或逆变器模块Iln的数据进一步分析,以对其进行故障维护,第二控制模块13还包括第三数据通信接口单元134以及第二存储单元135。
[0042]其中,第二存储单元135,与主控制器131连接,用于存储模块运行数据和整机运行数据;第三数据通信接口单元134,与主控制器131和外接设备连接。
[0043]基于第三数据通信接口单元134和第二存储单元135,主控制器131还用于控制第二存储单元135进行数据存取和通过第三数据通信接口 134向外接设备传输第二存储单元135中存储的模块运行数据和整机运行数据。
[0044]进一步来说,第三数据通信接口单元134为以太网接口或USB接口或SD卡接口。如果为以太网接口,则第三数据通信接口单元134与外部设备之间可以通过网络连接,建立数据传输,通过网络将模块运行数据和所述整机运行数据传输给外部设备(例如,分析设备、显示设备等),这种连接方式,适用于适合安装网络的应用环境;如果为USB接口或SD卡接口,则可以通过外部设备对应的USB接口(USB接线)或SD卡接口建立数据传输。
[0045]可选地,第三数据通信接口单元134也可以是前述三种接口的结合,即包括以太网接口、USB接口和SD卡接口,使该控制系统与外部设备的数据交互可以采用多种连接方式,增强系统的适用性。
[0046]另外,为了能够实现对逆变器11和每个逆变器模块Iln的全面监控,并克服逆变器11的应用环境(室外)和监控设备的安装环境(通常在室内)的远距离数据传输问题,第二控制模块13可以与电网监控平台通讯连接,将模块运行数据和整机模块运行数据发送给电网监控平台,从而实现对逆变器11和每个逆变器模块Iln的故障监控,第二控制模块13与电网监控平台可以通过总线连接,例如RS485总线。
[0047](三)通讯总线
[0048]前述提及第一控制模块121?12η和第二控制模块13是通过通讯总线连接,建立数据交互关系。
[0049]根据本发明实施例,通讯总线可以包括CAN总线和同步总线,其中,CAN总线,用于在第一控制模块与第二控制模块之间传输模块运行数据;同步总线,用于在第一控制模块与第二控制模块之间传输时钟同步信号和逆变器控制指令。
[0050]这里所说的逆变器控制指令在前面的内容中已经详述,在此不再赘述,在此主要介绍时钟同步信号。
[0051]本发明实施例的通讯总线采用CAN总线和同步总线,CAN总线主要用于第一控制模块121?12η和第二控制模块13之间的运行数据的交互,而同步总线则是用于向每一个第一控制模块12η发送时钟同步信号,从而控制每一个逆变模块Iln同步运行,实现逆变器11 (多个
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