[發明專利]基于多套逆變器組合優化匹配負載變化的調節裝置和方法

在審

• 申請號: 201710937816.0
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107611967A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 邱德杰;葉余勝;俞衛;魏愛萍
• 申請（專利權）人: 上海致遠綠色能源股份有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,柏子雵

技術領域

本發明涉及一種控制逆變器為負載功率具有峰谷值變化的交流負載供電的裝置及基于該裝置的控制方法。

背景技術

隨著新能源行業及智能微電網應用形式的大力推廣，逆變器的應用越來越受到大家的重視，而效率和空載損耗更是逆變器重要的設計指標。

在離網供電系統中，常用的供電方式均采用集中式離網逆變器帶載方式，即如圖1所示，采用一臺逆變器為所有負載供電模式。其主要有以下缺陷：1、單體逆變器容量較大，空載損耗也較大；2、由于負載功率的變化，逆變器不能一直工作在高效率區。

隨著技術的不斷提升，目前采用多逆變器控制方式來提高效率的方法得到了應用，最為典型的控制方法方式如下：

曹建博、張海龍等在專利“201510380001.8一種模塊化光伏逆變器的智能輪換休眠控制方法”中描述了通過判斷模塊逆變器的負載率來控制逆變器的輪換休眠，從而提高逆變器效率。但是此種方式只使用于輸出端并聯型逆變器，而無法適用于離網型逆變器，同時也無法對負載進行管理。

史黎明、范滿義、李耀華在專利“201710205353.9多逆變器并聯感應電能傳輸系統的功率調節方法”中描述了采用脈沖密度控制輸出功率原理來實現調節多臺逆變器的不同工作狀態和續流狀態，從而實現調節系統的輸出功率，并且提高了系統效率。但在此系統中增加了幾套變壓器，由于變壓器也有能量的損耗，故此種方法提高效率的可控性降低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：使得逆變器始終工作在高效率區。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種基于多套逆變器組合優化匹配負載變化的調節裝置，其特征在于，包括N個負載群、N個逆變器及負載管理系統，N≥2，其中：

每個負載群由電壓等級、工作時段、重要等級相同或相似的多個負載組成；一個負載群對應一個與負載群總功率相匹配的逆變器，所有逆變器均通過各自的斷路器接入直流母線；在負載管理系統中可根據每個負載群的不同工作時段來設置對應逆變器的通斷時間，當當前負載群的工作時段到來時，負載管理系統通過投切單元將相應逆變器、當前負載群依次投切，當某個逆變器出現故障時，負載管理系統還可以通過投切單元將出現故障的逆變器對應的負載群投切到其他逆變器上。

優選地，所述投切單元包括N個逆變器切換開關及N個負載群切換開關，當前負載群通過一個負載群切換開關與所述負載管理系統相連，與當前負載群對應的所述逆變器一方面經由所述斷路器接入直流母線，另一方經由一個逆變器切換開關與所述負載管理系統相連。

本發明的另一個技術方案是提供了一種基于多套逆變器組合優化匹配負載變化的調節控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將電壓等級、工作時段、重要等級相同或相似的多個負載組成一個負載群，從而形成N個負載群，N≥2；

步驟2、根據每個負載群的總功率選擇容量與之相當的逆變器，負載管理系統利用投切單元將N個負載群與N個逆變器相連，N個逆變器通過各自的斷路器接入直流母線；

步驟3、在負載管理系統中設置N個工作時段，N個工作時段與N個負載群的工作時段相對應；

步驟4、在初始狀態下，所有負載群均不投切到逆變器上，當當前負載群的工作時段到來時，負載管理系統通過投切單元將相應逆變器、當前負載群依次投切；若某個逆變器發生故障，負載管理系統通過投切單元將出現故障的逆變器對應的負載群投切到其他逆變器上，待逆變器故障修復后，再利用投切單元將負載群投切回來。

本發明的優點是：

1)根據不同的負載群來選擇不同規格的逆變器，保證逆變器能夠在高效區工作；

2)根據負載群的工作時段來設置對應逆變器的投切時間段，從而降低整個逆變系統的空載損耗；

3)當重要負載的逆變器出現故障時，負載管理系統將把重要負載自動切換到其他逆變器上，保證重要負載的可靠性。

附圖說明

圖1為現有離網供電系統的供電方式的示意圖；

圖2為實施例中所涉及的調節裝置的示意圖；

圖3為逆變器工作特性曲線。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

本發明提供的一種基于多套逆變器組合優化匹配負載變化的調節裝置包括負載群、逆變器以及負載管理系統等。