[發明專利]基于多個逆變單元并聯的光伏逆變器控制方法

在審

• 申請號: 201410674629.4
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104393618A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 馮江華;蹇芳;吳強;趙香桂;吳恒亮;王南;陳藝峰;唐海燕;劉昭翼;張蓉;朱淇涼;姚明;張洪浩
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/493
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

技術領域

本發明主要涉及到光伏發電技術領域，特指一種適用于多個逆變單元并聯的光伏逆變器控制方法。

背景技術

光伏逆變器的轉換效率是光伏逆變器的重要性能指標，在光伏發電行業，逆變器效率的提升帶來的是直接的經濟效益，轉換效率甚至成為各廠家搶占光伏逆變器市場的決勝武器。目前，通過優化光伏逆變器硬件來降低系統損耗，提升轉換效率的空間越來越有限。

對于采用模塊并聯或者逆變單元并聯的光伏逆變器，傳統的控制方法采用逆變單元均流輸出，使每個單元在相同的功率點運行。傳統控制方法的缺點是逆變器的輕載轉換效率低，電流諧波大。即，現有的技術方案是根據太陽光輻照度的差異，在輕載運行時，通過開啟和關閉部分模塊或逆變單元來提升轉換效率。現有的技術方案中，根據太陽光輻照度的差異，在輕載運行時，通過開啟和關閉部分模塊或逆變單元來提升轉換效率。開啟的部分模塊和逆變單元在滿功率點運行或者接近滿功率點運行，沒有充分考慮光伏逆變器的最佳效率點并不是額定功率點的特性，因此并不能最大限度的提升光伏逆變器的轉換效率。在現有的技術方案中，是以逆變單元開啟和關閉的先后次序來決定逆變單元的輪換休眠模式，即根據光伏逆變器當前總輸出功率的變化趨勢，采用最先開啟的逆變單元最先被關閉、最先關閉的逆變單元最先被開啟的原則，沒有充分考慮每次輪換中各逆變單元開啟的時間差異，因此難以保證各個逆變單元的開機時間相同，也就無法保證各逆變單元的壽命周期大致相等。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種原理簡單、易實現、能夠減小系統損耗、提升逆變器轉換效率的基于多個逆變單元并聯的光伏逆變器控制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種基于多個逆變單元并聯的光伏逆變器控制方法，所述光伏逆變器包括N個并聯模塊或者逆變單元，其步驟為：

(1)檢測逆變器總輸出功率Ps及已開啟的模塊或者逆變單元的個數M；

(2)當M≥N時，所有模塊或者逆變單元工作在Ps/N對應的功率點；否則，執行步驟(3)；

(3)當光伏逆變器總輸出功率滿足：0≤M＜N，Ps＞M*η*Pe時，開啟未開啟隊列Q1中位于對頭元素對應的模塊或逆變單元；否則執行步驟(4)；其中，η表示單個模塊或者逆變單元最佳轉換效率點系數，0<η≤1；

(4)當光伏逆變器總輸出功率滿足：1≤M，Ps≤(M-1)*η*Pe時，關閉已開啟模塊或逆變單元隊列Q2中位于隊頭元素對應的模塊或逆變單元；否則，結束控制。

作為本發明的進一步改進：當光伏逆變器總輸出功率滿足：(M-1)*η*Pe＜Ps≤M*η*Pe，2＜M＜N，則前M-1個模塊或者逆變單元工作在η*Pe功率點，以最大轉換效率并網發電，第M個模塊或者逆變單元工作在Ps-(M-1)*η*Pe。

作為本發明的進一步改進：在步驟(3)中，當M＝0時，光伏逆變器開始并網發電，開啟一個模塊或逆變單元；當M＞1時，前M個模塊或者逆變單元工作在η*Pe功率點，以最大轉換效率并網發電，第M+1個模塊或者逆變單元工作在Ps-M*η*Pe功率點；同時，在未開啟模塊或逆變單元隊列Q1中刪除最新開啟的模塊或逆變單元對應的元素，并將最新開啟的模塊或逆變單元作為新的元素插入已開啟模塊或逆變單元隊列Q2中。

作為本發明的進一步改進：在步驟(4)中，若M＝1，光伏逆變器停止發電；若M＝2，則保留1個模塊或逆變單元；若M＞2，則前M-2個模塊或者逆變單元工作在η*Pe功率點，以最大轉換效率并網發電，第M-1個模塊或者逆變單元工作在Ps-(M-1)*η*Pe；在已開啟隊列Q2中刪除最新關閉的模塊或逆變單元對應的元素，并將最新關閉的模塊或逆變單元作為新的元素插入已關閉隊列Q1中。

作為本發明的進一步改進：當未開啟模塊或逆變單元隊列Q1中的元素個數發生變化時，則根據隊列中各個元素對應的模塊或者逆變單元的開啟總時間大小進行從新排序，開啟時間最短的元素位于隊頭，開啟時間最長的元素位于隊尾。

作為本發明的進一步改進：當已開啟模塊或逆變單元隊列Q2中的元素個數發生變化時，根據隊列中各個元素對應的模塊或者逆變單元的開啟總時間大小進行從新排序，開啟時間最長的元素位于隊頭，開啟時間最短的元素位于隊尾。

作為本發明的進一步改進：所述已開啟的模塊或者逆變單元的個數M滿足關系式：