[發(fā)明專利]一種單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器及其控制方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410335465.2
• 申請(qǐng)日: 2014-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN104158208A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫維;鄭群;汪昌友;李浩源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器，具體為一種包括DC-AC逆變電路的單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器及其控制方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

光伏并網(wǎng)逆變器正常并網(wǎng)發(fā)電都需要滿足一定的并網(wǎng)條件，即光伏并網(wǎng)逆變器的直流母線電壓不低于電網(wǎng)電壓峰值。為了提高光伏并網(wǎng)逆變器的工作效率，逆變器廠商通常配置較多的太陽能電池板來提升光伏陣列的開路電壓或者在DC-AC逆變電路前級(jí)接入與其功率容量匹配的DC-DC升壓電路來滿足并網(wǎng)條件。

對(duì)于采用在DC-AC逆變電路前級(jí)接入與其功率容量匹配的DC-DC升壓電路的情況，常規(guī)的設(shè)計(jì)思路是前級(jí)的DC-DC升壓電路完成光伏陣列輸出電壓的升壓功能，這樣的話，光伏陣列配置的太陽能電池板不需要很多。但是存在以下缺點(diǎn)：由于DC-DC升壓電路與DC-AC逆變電路功率容量匹配，成本較高；并且由于DC-DC升壓電路需要長時(shí)間和DC-AC逆變電路一起工作，因而開關(guān)損耗比較大，逆變器整機(jī)效率低。做為一種改進(jìn)，在DC-DC升壓電路上并聯(lián)一接觸器，當(dāng)某些特殊情況下日照特別好、滿足并網(wǎng)條件時(shí)，接觸器接通，DC-DC升壓電路可以短時(shí)間不工作。這種改進(jìn)雖然降低了開關(guān)損耗，轉(zhuǎn)換效率得到改善，但是仍然存在成本高的問題。

對(duì)傳統(tǒng)采用包括單級(jí)DC-AC逆變電路的光伏并網(wǎng)逆變器的情況，逆變器廠商通?？紤]配置較多數(shù)量的光伏電池板以提升光伏陣列的開路電壓。這種單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器具有電路簡單、輸出功率可達(dá)兆瓦級(jí)、單位發(fā)電成本低等優(yōu)點(diǎn)，在大型光伏電站得到廣泛應(yīng)用。但是盡管光伏電池板配置適量，在早晚或陰雨天氣等輻照較低的情況下，仍然不滿足并網(wǎng)條件，光伏并網(wǎng)逆變器無法并網(wǎng)發(fā)電，導(dǎo)致發(fā)電量損失。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)要解決的技術(shù)問題是提供一種相對(duì)于傳統(tǒng)單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器，能夠增加發(fā)電量的單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器，包括DC-AC逆變電路，所述DC-AC逆變電路的輸出連接至交流電網(wǎng)，還包括串聯(lián)連接在光伏陣列和所述DC-AC逆變電路之間的DC-DC升壓電路，以及旁路元件；所述旁路元件與所述DC-DC升壓電路并聯(lián)；所述DC-DC升壓電路的額定功率容量Pdc小于所述DC-AC逆變電路的額定功率容量Pac。

進(jìn)一步地，所述DC-DC升壓電路的額定功率容量Pdc小于所述DC-AC逆變電路的額定功率容量Pac?具體為：Pdc≤0.5Pac。

進(jìn)一步地，所述單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器還包括控制電路，所述控制電路用來控制所述旁路元件的斷開和接通；當(dāng)所述光伏陣列的最大功率點(diǎn)電壓值Upv_mppt小于所述交流電網(wǎng)電壓峰值時(shí)，或者，當(dāng)所述光伏陣列輸出功率Ppv小于所述DC-DC升壓電路的額定功率容量Pdc時(shí)，所述控制電路控制所述旁路元件斷開，所述DC-DC升壓電路工作；當(dāng)所述光伏陣列的最大功率點(diǎn)電壓Upv_mppt不小于所述交流電網(wǎng)電壓峰值時(shí)，或者，當(dāng)所述光伏陣列的輸出功率Ppv不小于所述DC-DC升壓電路的額定功率容量Pdc時(shí)，所述控制電路控制所述旁路元件的接通，所述DC-DC升壓電路不工作。

進(jìn)一步地，所述旁路元件為電動(dòng)開關(guān)或高壓直流繼電器或高壓MOSFET或高壓IGBT。

進(jìn)一步地，所述DC-AC逆變電路采用兩電平拓?fù)浠蚨嚯娖酵負(fù)洹?/p>

進(jìn)一步地，所述DC-AC逆變電路為三相或單相逆變電路。

本申請(qǐng)還提供了一種應(yīng)用于上述單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器中的DC-DC升壓電路。

本申請(qǐng)還提供了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏陣列以及上述單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器。

本申請(qǐng)還提供了一種應(yīng)用于上述單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法，所述控制方法包括：

獲得所述光伏陣列的最大功率點(diǎn)電壓值Upv_mppt；

獲得所述光伏陣列的輸出功率Ppv；

比較所述光伏陣列的最大功率點(diǎn)電壓值Upv_mppt與所述交流電網(wǎng)電壓峰值的大??；

比較所述光伏陣列的輸出功率Ppv與所述DC-DC升壓電路的額定功率容量Pdc的大??；

根據(jù)比較結(jié)果控制所述旁路元件的接通和斷開以及所述DC-DC升壓電路是否工作。

進(jìn)一步地，根據(jù)比較結(jié)果控制所述旁路元件的接通和斷開以及所述DC-DC升壓電路是否工作包括：

當(dāng)所述光伏陣列的最大功率點(diǎn)電壓值Upv_mppt小于所述交流電網(wǎng)電壓峰值時(shí)，或者，當(dāng)所述光伏陣列輸出功率Ppv小于所述DC-DC升壓電路的額定功率容量Pdc時(shí)，控制所述旁路元件斷開，所述DC-DC升壓電路工作；