[發明專利]一種自然能源與儲能設備結合的離網供電系統充放電時對IGBT的保護控制方法

有效

• 申請號: 201811296214.2
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109217345B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 繆李良;王吉平
• 申請（專利權）人: 東莞市新瑞能源技術有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

本發明涉及IGBT技術領域，具體涉及一種自然能源與儲能設備結合的離網供電系統充放電時對IGBT的保護控制方法，包括自然能源、儲能裝置、逆變器和負載，所述自然能源、所述儲能裝置和所述負載均與所述逆變器電連接，所述逆變器采用IGBT進行開關控制，針對所述IGBT的保護控制方法包括如下步驟：S1、所述逆變器監測到所述儲能裝置的電量為100％時，所述逆變器的控制單元統計所述自然能源的發電功率和所述負載的功率。該控制方法避免了自然能源與儲能設備結合的離網供電系統的逆變器在特定場景天氣變化導致的IGBT頻繁開關，減少了IGBT芯片的損耗，延長了其使用壽命。

技術領域

本發明涉及IGBT技術領域，具體涉及一種自然能源與儲能設備結合的離網供電系統充放電時對IGBT的保護控制方法。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管(Insolated Gate Bipolar transistor-IGBT),是上世紀80年代初為解決MOSFET的高導通電壓、難以制成兼有高電壓和大電流特性和GTR的工作頻率低驅動電路功率大等不足而出現的雙機理復合器件(Double Mechani sm Device)。由于它將MOSFET和GTR的優點集于一身,既具有輸入阻抗高、速度快、熱穩定性好,且驅動電路簡單、驅動電流小等優點,又具有通態壓降小、耐壓高及承受電流大等優點,因此發展很快。目前IGBT的容量已超過了GTR。在電機控制、中頻和開關電源,以及要求快速和低損耗的領域中,IGBT有取代MOSFET和GTR的趨勢。在工業上，IGBT在離網供電系統上的應用也越來越普遍。

自然能源與儲能設備結合的離網供電系統中會用到IGBT。現有技術中，常規的光伏逆變器和鋰儲能裝置儲能結合在IGBT的保護上只有過大電流和過大電壓的保護控制措施。而對由于天氣云層波動導致的光伏儲能逆變器IGBT開關來回打開關閉頻繁切換，損耗IGBT芯片的壽命，沒有做好魯棒性設計。例如：在離網供電的光伏逆變和儲能設備系統中，當光伏發電功率X等于負載功率Y，鋰儲能裝置充電狀態的SOC是100％(即儲能裝置是充滿狀態)。此時已充滿的儲能裝置無調節作用，光伏逆變和儲能設備系統如果根據光伏發電功率X與負載功率Y的大小匹配來回切換IGBT開關：1.光伏發電功率X負載功率Y.由于光伏幾路MPPT光伏功率輸入大于負載，常規設計會關閉光伏部分MPPT的發電輸入IGBT開關；2.光伏發電功率X負載功率Y.由于光伏幾路MPPT光伏功率輸入小于負載，常規設計會啟動鋰儲能裝置儲能供電，打開鋰儲能裝置供電的IGBT開關。由于光伏逆變器和儲能設備的離網供電系統的程序相應是秒級別的快速響應。光伏發電功率來回大小變化時，會導致IGBT開關在1分鐘內出現幾十次以上的開關結果，從而損耗了IGBT芯片的壽命。

綜上可知，相關技術存在缺陷，不利于工業生產，亟待完善。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種自然能源與儲能設備結合的離網供電系統充放電時對IGBT的保護控制方法，避免了自然能源與儲能設備結合的離網供電系統的逆變器在特定場景天氣變化導致的IGBT頻繁開關，減少了IGBT芯片的損耗，延長了其使用壽命。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種自然能源與儲能設備結合的離網供電系統充放電時對IGBT的保護控制方法，包括自然能源、儲能裝置、逆變器和負載，所述自然能源、所述儲能裝置和所述負載均與所述逆變器電連接，所述逆變器采用IGBT進行開關控制，針對所述IGBT的保護控制方法包括如下步驟：

S1、所述逆變器監測到所述儲能裝置中剩余電量的百分比為100％時，所述逆變器的控制單元統計所述自然能源的發電功率和所述負載的功率；

S2、所述逆變器的控制單元對所述自然能源的發電功率和所述負載的功率的大小進行實時統計，并對統計的結果進行比較和分析；