一種并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]依托風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的發(fā)電方式，已經(jīng)越來(lái)越受到社會(huì)各層的關(guān)注。為了適應(yīng)供電需求，相對(duì)于大功率逆變器供電模式，采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的功率模塊組合成任意所需容量的冗余系統(tǒng)，已成為提高供電可靠性的有效途徑。使用逆變器并聯(lián)技術(shù)的關(guān)鍵在于如何確保各功率模塊輸出電壓的頻率、相位和同步信號(hào)一致。為了解決這一問(wèn)題，現(xiàn)有的大功率并聯(lián)逆變器產(chǎn)品利用光纖網(wǎng)絡(luò)和FPGA，基于主從控制來(lái)構(gòu)造各功率模塊脈寬調(diào)制波的方式，確保各功率模塊驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一致性，從而保證輸出電壓的同步。
[0003]雖然現(xiàn)在的逆變器設(shè)備一般都具備故障自診斷功能，但如果有功率模塊發(fā)生嚴(yán)重故障，依然會(huì)導(dǎo)致逆變器不能繼續(xù)正常運(yùn)行。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)廠商也在傳統(tǒng)逆變器設(shè)備上增加了以太網(wǎng)通信功能，以促進(jìn)逆變器的智能化發(fā)展，但一般只具備設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)的功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障逆變器的健康運(yùn)行。
[0004]健康運(yùn)行的逆變器設(shè)備，是保證新能源發(fā)電的穩(wěn)定性和可靠性的關(guān)鍵之一。而風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電的生產(chǎn)環(huán)境多為海上或者沙漠，氣候復(fù)雜多變且極其惡劣。這容易導(dǎo)致逆變器故障而使系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，從而導(dǎo)致電力事故。特別是海上風(fēng)力發(fā)電，如果逆變器故障，不僅會(huì)導(dǎo)致供電故障，還會(huì)造成巨額維修費(fèi)用。無(wú)論是從安全角度，還是從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，都有必要實(shí)現(xiàn)逆變器故障后繼續(xù)正常工作，降低系統(tǒng)的維修頻率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法，它具體包括以下步驟:
[0006]I)在主控制器和從控制器上部署重構(gòu)相關(guān)的功能服務(wù)；
[0007]2)主控制器發(fā)現(xiàn)所有從控制器設(shè)備，訂閱逆變電路的狀態(tài)變量，記錄逆變器的運(yùn)行狀態(tài)；
[0008]3)逆變電路故障時(shí)，其相應(yīng)從控制器報(bào)告故障給主控制器，主控制器控制故障設(shè)備的停運(yùn)和備用設(shè)備的投運(yùn)。
[0009]上述并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法，其特征在于:所述步驟I)由以下步驟組成:
[0010]1-1)在主控制器上部署數(shù)據(jù)管理庫(kù)模塊:用于記錄逆變電路的地址、電壓、電流和故障狀態(tài)等狀態(tài)變量；部署投退控制模塊:控制逆變電路的投運(yùn)和停運(yùn)；部署DER交互模塊:與分布式電源進(jìn)行信息交互；
[0011]1-2)在從控制器上部署狀態(tài)變量發(fā)布服務(wù):定期獲取并發(fā)布逆變電路的電壓、電流等狀態(tài)變量值；部署故障通知服務(wù):逆變電路發(fā)生故障時(shí)，則報(bào)告故障給主控制器；部署投退服務(wù):完成主控制器發(fā)出的逆變電路停運(yùn)或投運(yùn)控制要求。
[0012]上述并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法，其特征在于:所述步驟2)由以下步驟組成:
[0013]2-1)主控制器加入239.255.255.250組播地址；
[0014]2-2)從控制器加入網(wǎng)絡(luò)后，經(jīng)組播地址239.255.255.250:1900發(fā)送簡(jiǎn)單服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議報(bào)文給主控制器；
[0015]2-3)主控制器接收?qǐng)?bào)文后，獲取從控制器的設(shè)備描述文件，并將設(shè)備地址添加到主控制器的數(shù)據(jù)管理庫(kù)中；
[0016]2-4)主控制器解析設(shè)備描述文件，獲取并解析設(shè)備服務(wù)描述文件；
[0017]2-5)主控制器訂閱逆變電路的狀態(tài)變量；
[0018]2-6)從控制器的狀態(tài)變量發(fā)布服務(wù)定期獲取逆變電路的狀態(tài)變量值，并發(fā)送給主控制器；
[0019]2-7)主控制器獲取逆變電路的狀態(tài)變量后，添加到數(shù)據(jù)管理庫(kù)中。
[0020]上述并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法，其特征在于:所述步驟3)由以下步驟組成:
[0021]3-1)逆變電路發(fā)生故障時(shí)，其相應(yīng)從控制器通過(guò)故障通知服務(wù)報(bào)告給主控制器；
[0022]3-2)主控制器記錄逆變電路的故障狀態(tài)到數(shù)據(jù)管理庫(kù)中，并經(jīng)DER交互模塊向分布式電源請(qǐng)求停止發(fā)電；
[0023]3-3)分布式電源停止發(fā)電后，反饋成功停止發(fā)電信號(hào)給主控制器的DER交互模塊，然后主控制器控制逆變器停運(yùn)；
[0024]3-4)主控制器經(jīng)投退控制模塊，向故障逆變電路和備用逆變電路的相應(yīng)從控制器，分別發(fā)出停運(yùn)控制請(qǐng)求和投運(yùn)控制請(qǐng)求；
[0025]3-5)故障逆變電路的相應(yīng)從控制器，切斷逆變電路功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和直流側(cè)電壓，使其轉(zhuǎn)入停運(yùn)狀態(tài)；
[0026]3-6)備用逆變電路的相應(yīng)從控制器，接通逆變電路功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和直流側(cè)電壓，使其轉(zhuǎn)入投運(yùn)狀態(tài)；
[0027]3-7)主控制器控制逆變器運(yùn)行，并向分布式電源請(qǐng)求繼續(xù)發(fā)電；
[0028]3-8)分布式電源繼續(xù)發(fā)電，動(dòng)態(tài)重構(gòu)后的并聯(lián)逆變器繼續(xù)正常運(yùn)行。
[0029]本發(fā)明利用現(xiàn)有逆變器設(shè)備的以太網(wǎng)通信資源，基于已廣泛應(yīng)用的通用即插即用(UPnP)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)逆變器的重構(gòu)。主控制器記錄各逆變器電路的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，以供檢修人員作進(jìn)一步的分析；當(dāng)設(shè)備故障時(shí)，主控制器自動(dòng)執(zhí)行并聯(lián)逆變器的重構(gòu)任務(wù)。在重構(gòu)時(shí)，主控制器控制故障逆變電路的退出、備用逆變電路的投入運(yùn)行。從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)逆變器恢復(fù)故障前的功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)，保障設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖2為系統(tǒng)中設(shè)備的功能組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該指出的是下面說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍以及其應(yīng)用。
[0033]1.項(xiàng)目實(shí)施方式
[0034]圖1所示是并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，它包括了主控制器、多個(gè)從控制器和逆變電路并聯(lián)系統(tǒng)。所述逆變電路并聯(lián)系統(tǒng)包括多個(gè)并聯(lián)的逆變電路，在交流母線側(cè)同相的并聯(lián)在一起，在直流母線側(cè)同極性的并聯(lián)在一起；所述從控制器的功能是標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的，為保證設(shè)備的互操作性，從控制器1、從控制器2和備用從控制器的功能構(gòu)造是一致的。
[0035]系統(tǒng)中其他設(shè)備的功能構(gòu)成如圖2所示，所述主控制器包括采樣單元、驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)計(jì)算單元、編碼單元和光纖收發(fā)單元；所述從控制器包括采樣單元、電壓/電流調(diào)節(jié)算法單元、解碼單元、光纖收發(fā)單元、PWM波構(gòu)造單元和故障診斷單元。主控制器采集交流母線電壓、電流信號(hào)后，生成逆變器實(shí)際需要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)，將其編碼后經(jīng)光纖收發(fā)單元發(fā)送給各從控制器；從控制器對(duì)經(jīng)光纖收發(fā)單元接收到的信息解碼出驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)，再通過(guò)PWM波構(gòu)造單元計(jì)算出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給逆變器，從而確保各功率器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一致性。另外，針對(duì)電路的并聯(lián)特性，故障診斷單元采用電流檢測(cè)法來(lái)實(shí)現(xiàn)故障診斷。
[0036]另一方面，為了能夠使用UPnP協(xié)議來(lái)完成逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的重構(gòu)，所述主控制器作為控制端(upnp-ctrl)，部署了 DER交互模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和投退控制模塊等功能；所述從控制器作為設(shè)備端(upnp-dev)，還部署了投退服務(wù)、故障通知服務(wù)和狀態(tài)變量發(fā)布服務(wù)。
[0037]一種并聯(lián)逆變器動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法，具體包括以下步驟:
[0038]I)在主控制器和從控制器上部署重構(gòu)相關(guān)的功能服務(wù)；
[0039]2)主控制器發(fā)現(xiàn)所有從控制器設(shè)備，訂閱逆變電路的狀態(tài)變量，記錄逆變器的運(yùn)行狀態(tài)；
[0040]3)逆變電路故障時(shí)，其相應(yīng)從控制器報(bào)告故障給主控制器，主控制器控制故障設(shè)備的停運(yùn)和備用設(shè)備的投運(yùn)。
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