[發(fā)明專利]一種光伏冗余逆變器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810392722.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN109088596B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余松森;李揚(yáng);李艷玲;湯庸;趙振宇;余康;龔玉潔;湯中澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H02S40/32
• 分類號(hào): H02S40/32;H02J3/38
• 代理公司: 11227 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發(fā)明提供的一種光伏冗余逆變器系統(tǒng)包括：直流變換模塊和逆變模塊；光伏陣列、直流變換模塊、逆變模塊和電網(wǎng)依次串聯(lián)；逆變模塊包括至少兩個(gè)逆變子模塊，至少兩個(gè)逆變子模塊的輸入端并聯(lián)接入直流變換模塊的輸出端，至少兩個(gè)逆變子模塊的輸入端并聯(lián)接入光伏陣列的輸出端，至少兩個(gè)逆變子模塊的輸出端并聯(lián)接入電網(wǎng)；逆變子模塊包括：逆變器、逆變器調(diào)節(jié)單元和功率均分外環(huán)；功率均分外環(huán)用于將直流變換模塊的輸出電壓與光伏陣列處于最大功率時(shí)的電壓之間的差值按預(yù)設(shè)比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，將調(diào)節(jié)后的差值根據(jù)逆變子模塊的數(shù)量進(jìn)行均分，得到逆變器的電流參考值；逆變器調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)逆變器的輸出電流等于電流參考值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏逆變器領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏冗余逆變器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽能是一種可持續(xù)無污染的綠色清潔能源，針對(duì)這種綠色能源的開發(fā)，人們研發(fā)出了各種各樣的光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能能量的收集和利用。收集到的太陽能會(huì)經(jīng)轉(zhuǎn)化后送給電網(wǎng)或當(dāng)?shù)刎?fù)載，在整個(gè)過程中，轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)至關(guān)重要，而逆變器又是這個(gè)環(huán)節(jié)中最重要的節(jié)點(diǎn)，且是最容易出故障的地方。所以為了提高光伏系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性，最好的方式是在逆變器上進(jìn)行合理的冗余設(shè)計(jì)。

在光伏系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而給系統(tǒng)添加冗余的方式多樣，大體分以下幾種形式：(1)硬件冗余。修改逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，添加冗余的開關(guān)，在逆變器發(fā)生開關(guān)故障時(shí)，及時(shí)切換，從而使逆變器的正常運(yùn)行不受影響；或者在逆變器的控制芯片即原有主控芯片基礎(chǔ)上添加一個(gè)芯片備用，應(yīng)對(duì)當(dāng)某一個(gè)芯片出故障時(shí)，冗余的芯片能及時(shí)接管任務(wù)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。(2)軟件冗余。利用SVPWM的冗余矢量，當(dāng)發(fā)生逆變器開關(guān)故障時(shí)，根據(jù)相近的冗余矢量，改變控制原有開關(guān)，轉(zhuǎn)為控制其它開關(guān)，盡量保證輸出波形不失真。

前述的冗余策略有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即都只能應(yīng)對(duì)單一的故障。如，添加冗余開關(guān)和利用冗余矢量都只能應(yīng)對(duì)逆變器開關(guān)故障，且后者還會(huì)造成少量的波形失真；添加冗余芯片只能對(duì)芯片進(jìn)行冗余保護(hù)，且添加冗余芯片會(huì)使對(duì)光伏系統(tǒng)的控制更加復(fù)雜。再者，因?yàn)榍笆龅娜哂嗖呗远坚槍?duì)的是比較細(xì)微的故障，正是這些故障點(diǎn)太過細(xì)小，所以難以區(qū)分，甚至難以檢測，所以相關(guān)的故障檢測也是當(dāng)前的學(xué)者正在積極研究的難題。最后，若將上述策略進(jìn)行組合，雖然增加了系統(tǒng)應(yīng)對(duì)故障的全面性，但同時(shí)也增加了光伏系統(tǒng)的復(fù)雜度，這樣做得不償失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏冗余逆變器系統(tǒng)，，能保證在有多臺(tái)逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，光伏系統(tǒng)仍能正常工作，提升了光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供了一種光伏冗余逆變器系統(tǒng)，包括：直流變換模塊和逆變模塊；

光伏陣列、所述直流變換模塊、所述逆變模塊和電網(wǎng)依次串聯(lián)；

所述逆變模塊包括至少兩個(gè)逆變子模塊，至少兩個(gè)所述逆變子模塊的輸入端并聯(lián)接入所述直流變換模塊的輸出端，至少兩個(gè)所述逆變子模塊的輸入端并聯(lián)接入所述光伏陣列的輸出端，至少兩個(gè)所述逆變子模塊的輸出端并聯(lián)接入電網(wǎng)；

所述逆變子模塊包括：逆變器、逆變器調(diào)節(jié)單元和功率均分外環(huán)；

所述功率均分外環(huán)用于將所述直流變換模塊的輸出電壓與所述光伏陣列處于最大功率時(shí)的電壓之間的差值按預(yù)設(shè)比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，將調(diào)節(jié)后的差值根據(jù)所述逆變子模塊的數(shù)量進(jìn)行均分，得到所述逆變器的電流參考值；

所述逆變器調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)所述逆變器的輸出電流等于所述電流參考值。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)比例為：

式中，I_dc為直流變換模塊的輸出電流，U_dc為直流變換模塊的輸出電壓，U₀為光伏陣列處于最大功率時(shí)的電壓，U_ac為逆變器的輸出電壓。

優(yōu)選地，所述逆變器調(diào)節(jié)單元包括：電流內(nèi)環(huán)和PWM調(diào)制器；