[發明專利]逆變器、集散式匯流箱、限功率控制系統和方法

有效

• 申請號: 201611248691.2
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN108258718B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 馬剛
• 申請（專利權）人: 北京天誠同創電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/12;H02S40/32;H02S40/34
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 曾世驍;李云霞

一種逆變器、集散式匯流箱、限功率控制系統和方法，提高通信可靠性。限功率控制系統包括：多個集散式匯流箱，其中，多個集散式匯流箱中的每個集散式匯流箱的一端與多個電池板組件中的一個或更多個電池板組件連接以從所連接的電池板組件接收功率輸入；以及逆變器，經由直流母線與多個集散式匯流箱中的每個集散式匯流箱的另一端連接，逆變器包括：接收單元，用于接收功率控制指令；限功率控制單元，用于基于功率控制指令改變直流母線電壓，以基于直流母線電壓的改變使所述多個集散式匯流箱調整輸出功率，集散式匯流箱包括：電壓檢測單元，用于檢測直流母線電壓；功率控制單元，用于基于檢測得到的直流母線電壓的改變來調整自身輸出功率。

技術領域

本申請涉及發電領域，更具體地講，涉及光伏發電領域中的逆變器、集散式匯流箱、限功率控制系統和方法。

背景技術

能源是人類賴以生存的物質基礎，化石能源的有限性和大量開采利用導致能源短缺和環境污染的問題日益加重，太陽能作為當前最為清潔和利用前景的可再生能源之一，其利用受到世界各地的普遍關注。

集散式光伏發電解決方案采用最大功率點跟蹤(MPPT)尋優及集中并網發電形式，通過前置多個MPPT控制優化器來實現多路MPPT尋優功能，并在匯流后采用集中式逆變器逆變以實現高效的光伏發電解決方案。與傳統的集中式逆變方案和組串式逆變方案相比，集散式光伏發電解決方案的發電收益更高且成本更低。

集散式匯流箱設置有MPPT控制軟件和DC/DC升壓電路，以對所連接的至少一個電池板組件進行MPPT的分散跟蹤，從而降低因組件參數不一致、局部陰影、仰角差異等因素導致的效率損失。此外，所述DC/DC升壓電路可使直流輸入電壓升高，由此降低直流線纜傳輸線損。

集散式光伏發電解決方案中所采用的逆變器通常為集中式逆變器，它可將前級的多個集散式匯流箱的輸出接至后級的該逆變器的直流輸入端，實現集中逆變。處于后級的逆變器工作于直流穩壓狀態，并網功率受前級的多個匯流箱的控制，因此不能通過傳統的方法限功率(即，通過限制逆變器并網電流來實現限功率)。如果按照傳統的方法對并網電流進行限制，則所述多個集散式匯流箱仍然會以最大功率點的功率進行進行輸出，當所述多個集散式匯流箱的輸出功率大于逆變器限制功率值時，直流母線電壓不受控，逆變器的電壓環失效，所述多個集散式匯流箱的多余的能量會直接堆積在逆變器的直流支撐電容上，形成電壓勢能。如果所述多個集散式匯流箱的輸出功率之和與逆變器功率限制值相差太大，則會出現電壓過沖，容易造成設備損壞。

針對這一問題，現有的集散式光伏系統的限功率方法一般為：上位機給逆變器下達限功率指令，逆變器通過通信以功率百分比的形式向各個集散式匯流箱發送指令，各個集散式匯流箱按照各自接收到的限功率百分比來限制自己的輸出功率。然而，由于各個集散式匯流箱所連接的電池板組件輻照度不同、組串配置不同，有的集散式匯流箱輸入能量較大，其功率會被限制，而有的匯流箱輸入能量較小，尚未達到功率限制值，限功率不準確將造成發電量損失。

此外，在現有的針對上述問題的解決方案中，限功率指令需要通過通信傳輸，但由于集散式系統中集散式匯流箱數量較多，通信可靠性低，會出現通信故障而使集散式匯流箱功率不受控的現象。并且，集散式匯流箱在收到限功率指令后，會將集散式匯流箱直流輸入電壓(即，電池板組件的輸出電壓)下調，這將導致電池板組件電流上升，DC/DC電路轉換效率降低。

發明內容

為解決現有技術中的上述問題，本申請提供了一種能夠提高通信可靠性和集散式光伏系統的電路轉換效率并準確實現目標限制功率的逆變器、集散式匯流箱、限功率控制系統和方法。

根據本發明的實施例，提供了一種逆變器，用于經由直流母線與多個集散式匯流箱連接。所述逆變器包括：接收單元，用于接收功率控制指令；限功率控制單元，用于基于功率控制指令改變直流母線電壓，以基于直流母線電壓的改變使所述多個集散式匯流箱調整輸出功率。