本發(fā)明涉及逆變器控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種逆變系統(tǒng)及逆變器超配控制方法。

背景技術(shù)：

在逆變器的應(yīng)用領(lǐng)域，存在一些因素將會導(dǎo)致直流電源的輸出功率大于逆變器能夠輸出的最大功率；比如當(dāng)逆變器處于超配工作狀態(tài)下，即，假設(shè)逆變器的額定功率為p，而配置其光伏陣列的容量為n*p，使得逆變器在一定的光照溫度條件下，其輸出功率將大于p。

當(dāng)逆變器超配，且在一定光照和溫度條件下，光伏陣列的輸出功率大于逆變器能夠輸出的最大功率時，逆變器將不能工作在光伏陣列輸出的mpp電壓點umpp，且工作點直流電壓會大于該mpp電壓點umpp；超配的越多，其工作點直流電壓將會越高。

而逆變器工作在較高的直流電壓，將會影響逆變器壽命，并且持續(xù)高直流電壓滿載運行可能會觸發(fā)逆變器本身的一些保護，導(dǎo)致逆變器會出現(xiàn)高壓降額甚至停機的情況，進而降低系統(tǒng)發(fā)電量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種逆變系統(tǒng)及逆變器超配控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在光伏陣列的輸出功率大于逆變器能夠輸出的最大功率時，工作點直流電壓過高影響逆變器壽命，并且降低系統(tǒng)運行可靠性、進而降低系統(tǒng)發(fā)電量的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下：

一種逆變器超配控制方法，應(yīng)用于逆變系統(tǒng)的控制器，所述控制器與開關(guān)裝置連接；各個開關(guān)裝置的輸入端至少連接有一個光伏組件，多個開關(guān)裝置的輸出端并聯(lián)至逆變器的直流側(cè)；所述逆變器超配控制方法包括：

計算所述逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率；

判斷所述逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率是否滿足高壓滿載運行條件；

若所述逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率滿足所述高壓滿載運行條件，則控制至少一個所述開關(guān)裝置關(guān)斷，以減小光伏陣列的輸入功率，在保證所述逆變器的交流側(cè)輸出為允許最大功率的情況下，通過最大功率點跟蹤控制，使所述逆變器的直流側(cè)電壓下降；

返回所述計算所述逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率的步驟，直至所述逆變器的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值；所述預(yù)設(shè)閾值小于等于所述逆變器允許的最大直流電壓值。

優(yōu)選的，在所述逆變器的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值之后，還包括：

計算所述逆變器的交流側(cè)輸出功率；

根據(jù)所述逆變器的交流側(cè)輸出功率，判斷所述逆變器是否已退出滿載運行狀態(tài)；

若所述逆變器已退出滿載運行狀態(tài)，則控制關(guān)斷的所述開關(guān)裝置閉合。

優(yōu)選的，所述高壓滿載運行條件包括：

所述逆變器的交流側(cè)輸出功率在預(yù)設(shè)滿載功率值回差范圍內(nèi)，且所述逆變器的直流側(cè)電壓大于所述逆變器允許的最大直流電壓值。

優(yōu)選的，所述判斷所述逆變器是否已退出滿載運行狀態(tài)，包括：

判斷所述逆變器的交流側(cè)輸出功率是否小于預(yù)設(shè)滿載功率值；

若所述逆變器的交流側(cè)輸出功率小于所述預(yù)設(shè)滿載功率值，則判定所述逆變器已退出滿載運行狀態(tài)。

一種逆變系統(tǒng)，所述逆變系統(tǒng)包括：逆變器、控制器及多個開關(guān)裝置；其中：

各個開關(guān)裝置的輸入端至少連接有一個光伏組件，多個開關(guān)裝置的輸出端并聯(lián)至所述逆變器的直流側(cè)；

所述控制器與開關(guān)裝置連接；

所述控制器用于：計算所述逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率；判斷所述逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率是否滿足高壓滿載運行條件；若所述逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率滿足所述高壓滿載運行條件，則控制至少一個所述開關(guān)裝置關(guān)斷，以減小光伏陣列的輸入功率，在保證所述逆變器的交流側(cè)輸出為允許最大功率的情況下，通過最大功率點跟蹤控制，使所述逆變器的直流側(cè)電壓下降；所述控制器持續(xù)操作至所述逆變器的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值；所述預(yù)設(shè)閾值小于等于所述逆變器允許的最大直流電壓值。

優(yōu)選的，所述控制器還用于：在所述逆變器的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值之后，計算所述逆變器的交流側(cè)輸出功率；根據(jù)所述逆變器的交流側(cè)輸出功率，判斷所述逆變器是否已退出滿載運行狀態(tài)；若所述逆變器已退出滿載運行狀態(tài)，則控制關(guān)斷的所述開關(guān)裝置閉合。

優(yōu)選的，所述高壓滿載運行條件包括：

所述逆變器的交流側(cè)輸出功率在預(yù)設(shè)滿載功率值回差范圍內(nèi)，且所述逆變器的直流側(cè)電壓大于所述逆變器允許的最大直流電壓值。

優(yōu)選的，所述控制器用于判斷所述逆變器是否已退出滿載運行狀態(tài)時，具體用于：判斷所述逆變器的交流側(cè)輸出功率是否小于預(yù)設(shè)滿載功率值；若所述逆變器的交流側(cè)輸出功率小于所述預(yù)設(shè)滿載功率值，則判定所述逆變器已退出滿載運行狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述控制器集成于所述逆變器中。

優(yōu)選的，所述開關(guān)裝置包括：可控開關(guān)和電動操作裝置；其中：

所述可控開關(guān)連接于光伏組件與直流母線之間；

所述電動操作裝置的輸入端與所述控制器通信連接；

所述電動操作裝置的輸出端與所述可控開關(guān)的控制端相連。

本發(fā)明提供的所述逆變器超配控制方法，通過計算逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率；判斷逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率是否滿足高壓滿載運行條件；若逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率滿足高壓滿載運行條件，則控制至少一個開關(guān)裝置關(guān)斷，以減小光伏陣列的輸入功率，在保證所述逆變器的交流側(cè)輸出為允許最大功率的情況下，通過最大功率點跟蹤控制，使逆變器的直流側(cè)電壓下降；持續(xù)操作直至逆變器的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值，即保證了逆變器的最大功率輸出，又降低了逆變器的工作點直流電壓，避免了現(xiàn)有技術(shù)中在光伏陣列的輸出功率大于逆變器能夠輸出的最大功率時，工作點直流電壓過高影響逆變器壽命，并且降低系統(tǒng)運行可靠性、進而降低系統(tǒng)發(fā)電量的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述內(nèi)的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的逆變器超配控制方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明另一實施例提供的逆變器直流側(cè)的功率和電壓之間的關(guān)系圖；

圖3是本發(fā)明另一實施例提供的逆變器超配控制方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明另一實施例提供的逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。

本發(fā)明提供一種逆變器超配控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在光伏陣列的輸出功率大于逆變器能夠輸出的最大功率時，工作點直流電壓過高影響逆變器壽命，并且降低系統(tǒng)運行可靠性、進而降低系統(tǒng)發(fā)電量的問題。

該逆變器超配控制方法，應(yīng)用于逆變系統(tǒng)的控制器，控制器與開關(guān)裝置連接，具體可以為電連接或者通信連接，此處不做具體限定；各個開關(guān)裝置的輸入端至少連接有一個光伏組件，多個開關(guān)裝置的輸出端并聯(lián)至逆變器的直流側(cè)；具體的，該逆變器超配控制方法參見圖1，包括：

s101、計算逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率；

通過相應(yīng)的檢測設(shè)備即可得到逆變器的直流側(cè)電壓和直流側(cè)電流，根據(jù)能量守恒定律，逆變器直流側(cè)功率即為其交流側(cè)功率，因此計算得到其直流側(cè)功率也即得到其交流側(cè)功率。

s102、判斷逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率是否滿足高壓滿載運行條件；

優(yōu)選的，該高壓滿載運行條件包括：

逆變器的交流側(cè)輸出功率在預(yù)設(shè)滿載功率值回差范圍內(nèi)，且逆變器的直流側(cè)電壓大于逆變器允許的最大直流電壓值。

圖2所示為逆變器直流側(cè)的功率ppv和電壓upv之間的關(guān)系。具體的，當(dāng)逆變器超配，且在一定光照和溫度條件下，光伏陣列的輸出功率大于逆變器能夠輸出的最大功率時，逆變器將工作在滿載狀態(tài)下；若超配過多時，如圖2所示曲線1上的a點，逆變器的直流側(cè)電壓u2將會大于b點所對應(yīng)的逆變器允許的最大直流電壓值umax，此時將會影響逆變器的壽命和需要進行一定的電壓控制。

因此，若逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率滿足高壓滿載運行條件，則執(zhí)行步驟s103；

s103、控制至少一個開關(guān)裝置關(guān)斷，以減小光伏陣列的輸入功率，在保證逆變器的交流側(cè)輸出為允許最大功率的情況下，通過最大功率點跟蹤控制，使逆變器的直流側(cè)電壓下降；

重復(fù)執(zhí)行步驟s101至步驟s103，直至逆變器的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值；該預(yù)設(shè)閾值小于等于逆變器允許的最大直流電壓值。

控制相應(yīng)個數(shù)的開關(guān)裝置關(guān)斷后，將會在逆變器的交流側(cè)輸出為允許最大功率的情況下pout下，通過最大功率點跟蹤控制，使逆變器的直流側(cè)電壓下降，參見圖2，逆變器的直流電壓工作點由原來曲線1上的a點過渡到曲線2上的c點，此時逆變器的工作點直流電壓，也即其直流側(cè)電壓u1小于b點所對應(yīng)的逆變器允許的最大直流電壓值umax，逆變器將工作在相應(yīng)的模式下，此模式下僅需開通部分光伏組件即可，在不改變逆變器交流側(cè)輸出功率的情況下，控制逆變器的工作點直流電壓處于安全范圍內(nèi)。

本實施例提供的該逆變器超配控制方法，通過重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至逆變器的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值，即保證了逆變器的最大功率輸出，又降低了逆變器的工作點直流電壓，避免了現(xiàn)有技術(shù)中在光伏陣列的輸出功率大于逆變器能夠輸出的最大功率時，工作點直流電壓過高影響逆變器壽命，并且降低系統(tǒng)運行可靠性、進而降低系統(tǒng)發(fā)電量的問題。

本發(fā)明另一實施例還提供了另外一種逆變器超配控制方法，參見圖3，包括：

s201、計算逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率；

s202、判斷逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率是否滿足高壓滿載運行條件；

若逆變器的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率滿足高壓滿載運行條件，則執(zhí)行步驟s203；

s203、控制至少一個開關(guān)裝置關(guān)斷，以減小光伏陣列的輸入功率，在保證所述逆變器的交流側(cè)輸出為允許最大功率的情況下，通過最大功率點跟蹤控制，使逆變器的直流側(cè)電壓下降；

s204、判斷逆變器的直流側(cè)電壓是否下降至逆變器允許的最大直流電壓值；

若逆變器的直流側(cè)電壓未下降至預(yù)設(shè)閾值，則重復(fù)執(zhí)行步驟s201至s203；若逆變器的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值，則執(zhí)行步驟s205；該預(yù)設(shè)閾值小于等于逆變器允許的最大直流電壓值。

s205、計算逆變器的交流側(cè)輸出功率；

s206、根據(jù)逆變器的交流側(cè)輸出功率，判斷逆變器是否已退出滿載運行狀態(tài)；

若逆變器已退出滿載運行狀態(tài)，則執(zhí)行步驟s207；

s207、控制關(guān)斷的開關(guān)裝置閉合。

本實施例在上一實施例的基礎(chǔ)之上，給出了當(dāng)根據(jù)逆變器的輸出功率判斷逆變器已退出滿載運行狀態(tài)時，控制器的控制方案；優(yōu)選的，當(dāng)判斷逆變器的交流側(cè)輸出功率小于預(yù)設(shè)滿載功率值時，則可判定逆變器已退出滿載運行狀態(tài)，此時可以控制已關(guān)斷的開關(guān)裝置閉合。

值得說明的是，若之前重復(fù)執(zhí)行過步驟s201至s203，即之前關(guān)斷過不止一個開關(guān)裝置，則說明光伏陣列中已關(guān)斷了多串光伏組串或者多個光伏組件的輸出；此時，當(dāng)判定逆變器已退出滿載運行狀態(tài)時，則可以控制已關(guān)斷的多個開關(guān)裝置分次逐一閉合，或者一次同時閉合，并實時判斷逆變器的當(dāng)前狀態(tài)是否滿足該高壓滿載運行條件，確保系統(tǒng)最大功率輸出和避免逆變器高壓運行的兼顧。

本發(fā)明另一實施例還提供了一種逆變系統(tǒng)，該逆變系統(tǒng)參見圖4，包括：逆變器100、控制器及多個開關(guān)裝置200；其中：

各個開關(guān)裝置200的輸入端至少連接有一個光伏組件，多個開關(guān)裝置200的輸出端并聯(lián)至逆變器100的直流側(cè)；

控制器與開關(guān)裝置200連接；

控制器用于：計算逆變器100的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率；判斷逆變器100的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率是否滿足高壓滿載運行條件；若逆變器100的直流側(cè)電壓和交流側(cè)輸出功率滿足高壓滿載運行條件，則控制至少一個開關(guān)裝置200關(guān)斷，以減小光伏陣列的輸入功率，在保證所述逆變器的交流側(cè)輸出為允許最大功率的情況下，通過最大功率點跟蹤控制，使逆變器100的直流側(cè)電壓下降；控制器持續(xù)操作直至逆變器100的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值，該預(yù)設(shè)閾值小于等于逆變器100允許的最大直流電壓值。

本實施例提供的該逆變系統(tǒng)，通過控制器重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至逆變器100的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值，即保證了逆變器100的最大功率輸出，又降低了逆變器100的工作點直流電壓，避免了現(xiàn)有技術(shù)中在光伏陣列的輸出功率大于逆變器100能夠輸出的最大功率時，工作點直流電壓過高影響逆變器100的壽命，并且降低系統(tǒng)運行可靠性、進而降低系統(tǒng)發(fā)電量的問題。

優(yōu)選的，控制器還用于：在逆變器100的直流側(cè)電壓下降至預(yù)設(shè)閾值之后，計算逆變器100的交流側(cè)輸出功率；根據(jù)逆變器100的交流側(cè)輸出功率，判斷逆變器100是否已退出滿載運行狀態(tài)；若逆變器100已退出滿載運行狀態(tài)，則控制關(guān)斷的開關(guān)裝置200導(dǎo)通。

優(yōu)選的，高壓滿載運行條件包括：

逆變器100的交流側(cè)輸出功率在預(yù)設(shè)滿載功率值回差范圍內(nèi)，且逆變器100的直流側(cè)電壓大于逆變器100允許的最大直流電壓值。

優(yōu)選的，控制器用于判斷逆變器100是否已退出滿載運行狀態(tài)時，具體用于：判斷逆變器100的交流側(cè)輸出功率是否小于預(yù)設(shè)滿載功率值；若逆變器100的交流側(cè)輸出功率小于預(yù)設(shè)滿載功率值，則判定逆變器100已退出滿載運行狀態(tài)。

優(yōu)選的，控制器集成于逆變器100中。

當(dāng)然，在具體的實際應(yīng)用中，該控制器可以是基礎(chǔ)于逆變器100中的，如圖4所示，也可以是獨立于逆變器100的，此處不做具體限定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，參見圖4，開關(guān)裝置200包括：可控開關(guān)和電動操作裝置motor；其中：

可控開關(guān)連接于光伏組件與直流母線之間；

電動操作裝置motor的輸入端與控制器通信連接；

電動操作裝置motor的輸出端與可控開關(guān)的控制端相連。

電動操作裝置motor與控制器之間可以通過有線技術(shù)或者無線技術(shù)實現(xiàn)通信連接，此處不做具體限定，可以視其具體應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。

其余工作原理與上述實施例相同，此處不再一一贅述。

本發(fā)明中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。