[發(fā)明專利]用于光伏逆變系統(tǒng)的優(yōu)化器、控制方法及其并聯(lián)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810367504.5
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN110391671B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱選才;翁炳文;張姣;李彥龍;章進法
• 申請（專利權(quán)）人: 臺達電子工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/493;H02M3/335
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄;王衛(wèi)忠

本公開提出用于光伏逆變系統(tǒng)的優(yōu)化器、優(yōu)化器控制方法及其優(yōu)化器并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在該方法中，獲取所述優(yōu)化器輸出的直流母線電壓；基于所述直流母線電壓，控制所述優(yōu)化器在MPPT模式、限功率模式和快速關(guān)閉模式之間切換。通過該控制方法、優(yōu)化器及其優(yōu)化器并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以通過逆變器控制整個光伏系統(tǒng)電壓，使得在必要情況下，整個系統(tǒng)，包括屋頂光伏面板都處于安全狀態(tài)，同時，分布式的結(jié)構(gòu)，可以使得整個系統(tǒng)發(fā)電收益提供。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電路控制，特別地，涉及用于光伏逆變系統(tǒng)的優(yōu)化器、優(yōu)化器控制方法及其優(yōu)化器并聯(lián)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

日漸成熟的光伏發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏面板、接線盒以及逆變器等。光伏面板將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔埽孀兤鲗⒅绷麟娔苻D(zhuǎn)變?yōu)樗枰慕涣麟娔埽⑷腚娋W(wǎng)或者直接供用戶使用。經(jīng)過串并聯(lián)后的光伏面板作為逆變器的輸入，后經(jīng)過逆變器得到所需要的交流電能。

現(xiàn)有的光伏面板串并聯(lián)后進行MPP追蹤可以獲得最大功率點作為逆變器的輸入，然而當(dāng)部分面板被遮擋時，則會出現(xiàn)面板過熱，追蹤點不準(zhǔn)確等后果，而且對于高壓高能量的面板在斷開時會對人身安全具有威脅。同時，同樣規(guī)格的面板其最大功率點具有差異，經(jīng)過串并聯(lián)后進行MPP追蹤會降低系統(tǒng)的效率。最后，傳統(tǒng)的光伏面板連接方式對于安裝位置有一定的要求，具有安裝不靈活，維護不方便的缺點。使用優(yōu)化器可靈活安裝光伏面板，對單塊面板進行MPP追蹤，提高轉(zhuǎn)換效率。

然而，現(xiàn)有的通過串聯(lián)優(yōu)化器來獲得直流母線高壓與逆變器輸入端相連，對優(yōu)化器的數(shù)量有一定的要求，否則無法得到逆變器所能正常工作的直流母線高壓，而且需要與逆變器通訊來實現(xiàn)對優(yōu)化器的控制。此外，現(xiàn)有的串聯(lián)優(yōu)化器通過檢測優(yōu)化器的輸出電壓來切換工作模式，如果遇到一塊優(yōu)化器連接的面板部分遮擋時，會導(dǎo)致該優(yōu)化器輸出電壓過低，從而引起其他優(yōu)化器分擔(dān)的輸出電壓過高，可能觸發(fā)過壓或者欠壓保護，而由于串聯(lián)結(jié)構(gòu)，此時關(guān)閉的優(yōu)化器內(nèi)部或者外部器件依然會存在危險電壓。

因此，存在對現(xiàn)有的光伏逆變系統(tǒng)的優(yōu)化器進行改進的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的在于提出一種用于光伏逆變系統(tǒng)的優(yōu)化器、優(yōu)化器控制方法及其優(yōu)化器并聯(lián)結(jié)構(gòu)，針對不同的逆變器輸出電壓，切換逆變器的工作模式，解決因光伏面板導(dǎo)致的共模漏電流問題，并使得所有功率器件均可實現(xiàn)軟開關(guān)，提高效率。并且，可以通過逆變器控制整個光伏系統(tǒng)電壓，使得在必要情況下，整個系統(tǒng)，包括屋頂光伏面板都處于安全狀態(tài)，同時，分布式的結(jié)構(gòu)，可以使得整個系統(tǒng)發(fā)電收益提供。

根據(jù)本公開的一方面，提出一種優(yōu)化器控制方法，應(yīng)用于光伏逆變系統(tǒng)，所述優(yōu)化器的輸入連接光伏面板的電力輸出，所述優(yōu)化器的輸出通過直流母線連接逆變器的輸入，該優(yōu)化器控制方法包括：

獲取所述優(yōu)化器輸出的直流母線電壓；

基于所述直流母線電壓，控制所述優(yōu)化器在MPPT模式、限功率模式和快速關(guān)閉模式之間切換。

根據(jù)本公開的實施例，如果所述直流母線電壓低于所述優(yōu)化器的第一電壓限值或者高于所述優(yōu)化器的第三電壓限值，控制所述優(yōu)化器工作在快速關(guān)閉模式。

根據(jù)本公開的實施例，在快速關(guān)閉模式中，產(chǎn)生用于關(guān)閉所述優(yōu)化器的PWM脈沖信號以便使所述優(yōu)化器脫離直流母線。

根據(jù)本公開的實施例，如果所述直流母線電壓高于所述優(yōu)化器的第一電壓限值且低于所述優(yōu)化器的第二電壓限值，控制所述優(yōu)化器工作在MPPT模式，其中所述優(yōu)化器的第二電壓限值低于所述優(yōu)化器的第三電壓限值。

根據(jù)本公開的實施例，在MPPT模式中，基于所述直流母線電壓確定參考電壓；獲取所述優(yōu)化器的輸入電壓；基于所述輸入電壓與所述參考電壓的比較結(jié)果確定參考電流；獲取所述優(yōu)化器的輸入電流；基于所述輸入電流與所述參考電流的比較結(jié)果確定用于驅(qū)動所述優(yōu)化器的PWM脈沖信號的占空比。