專利名稱：光伏逆變器及其低壓穿越控制方法
技術領域：
本申請涉及光伏發(fā)電技術領域，具體涉及一種光伏逆變器及其低壓穿越控制方法。
背景技術：
在光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中，光伏逆變器主要作用在于將光伏面板輸出的直流電轉化為交流電，再將其并入電網中。當電網發(fā)生故障導致電壓跌落時，光伏逆變器則會進行自我保護，斷開與電網的連接。低電壓穿越(LVRT,Low Voltage Ride Through)是指在光伏逆變器并網點電壓跌落的時候，光伏逆變器能夠保持并網，甚至向電網提供一定的無功功率，支持電網恢復，直到電網恢復正常，從而“穿越”這個低電壓時間(區(qū)域)，此時，光伏逆變器依然能夠保持并網，提高電網供電的可靠性。目前，光伏逆變器在低壓穿越恢復瞬間容易出現母線電壓被拉死的情況，從而引起光伏逆變器母線電壓過低保護，或更為嚴重的引起電網倒灌。國家電網電力科技院對并網光伏逆變器的低壓穿越能力有嚴格要求，要求其有功功率在低壓穿越恢復后至少以10%額定功率/秒的功率變化恢復至故障前的值。這就要求光伏逆變器能夠迅速地檢測出電網是否發(fā)生故障，并在低壓穿越恢復后最大功率點跟蹤能夠快速進行調節(jié)。然而，正常的最大功率點跟蹤的響應速度是比較慢的，很難達到上述要求。

發(fā)明內容
本申請?zhí)峁┮环N光伏逆變器及其低壓穿越控制方法，能夠在低壓穿越恢復后，提高光伏逆變器的功率恢復速度。根據本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┮环N光伏逆變器的低壓穿越控制方法，包括:根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生，如果是，則停止最大功率點跟蹤。判斷低壓穿越是否恢復，如果是，則將光伏逆變器的母線電壓恢復到第一功電壓值，所述第一電壓值為預設值，或者所述第一電壓值為低壓穿越發(fā)生前的最大功率點電壓值或低壓穿越發(fā)生前兩個以上最大功率點電壓值的平均值。根據本申請的第二方面，本申請?zhí)峁┮环N光伏逆變器，包括:逆變模塊，用于將光伏面板輸出的母線電壓轉換為交流電壓。功率控制器，其與逆變模塊連接，用于監(jiān)控和/或控制逆變模塊的母線電壓。 總控制器，其分別與功率控制器和電網接入端連接，用于進行最大功率點跟蹤，所述總控制器還用于獲取電網電壓，并根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生或恢復，當所述總控制器判斷到低壓穿越發(fā)生時則停止最大功率點跟蹤，當判斷到低壓穿越恢復時則將逆變模塊的母線電壓恢復到第一電壓值，所述第一電壓值為預設值，或者所述第一電壓值為處理單元備份的低壓穿越發(fā)生前的最大功率點電壓值或低壓穿越發(fā)生前兩個以上最大功率點電壓值的平均值。
本申請?zhí)峁┑墓夥孀兤骷捌涞蛪捍┰娇刂品椒ㄍㄟ^在判斷到低壓穿越恢復后，將光伏逆變器的母線電壓快速恢復到第一電壓值，即能夠快速恢復光伏逆變器的輸出功率，縮短了低壓穿越的時間，能夠符合國家標準對光伏逆變器低壓穿越的要求，避免母線電壓被拉低后光伏逆變器進行自我保護。


圖1為本申請實施例中光伏逆變器的結構示意圖；圖2為本申請實施例中光伏逆變器的模塊示意圖；圖3為本申請實施例中光伏逆變器的低壓穿越控制方法流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結合附圖對本申請作進一步詳細說明。實施例一:請參考圖1，本實施例提供了一種光伏逆變器，包括總控制器101、功率控制器102、逆變模塊103和CAN (Controller Area Network，控制器局域網絡)通信總線104。逆變模塊103用于將光伏面板輸出的直流母線電壓轉換為交流電壓。功率控制器102與逆變模塊103連接，用于監(jiān)控和/或控制逆變模塊103的母線電壓，實現光伏逆變器的并網發(fā)波、電流控制、母線電壓平衡與控制?？偪刂破?01與電網接入端連接，并通過CAN通信總線104與功率控制器102連接。請參考圖2，總控制器101包括最大功率點跟蹤單元1011、判斷單元1012和處理單元1013。總控制器101與電網接入端連接，并通過CAN通信總線104與功率控制器102連接，具體為，判斷單元1012與電網接入端連接，最大功率點跟蹤單元1011和判斷單元1012通過CAN通信總線104與功率控制器102連接。最大功率點跟蹤單兀1011用于進彳了最大功率點跟蹤。最大功率點跟蹤(MPPT,Maximum Power Point Tracking)是指最大功率點跟蹤電路實時偵測太陽能光伏面板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值(VI)，其應用于太陽能光伏系統(tǒng)中，用于協(xié)調太陽能電池板、蓄電池、負載的工作，使光伏逆變器輸出最大功率。最大功率點跟蹤通常采用預定步長調節(jié)母線電壓或電流并逐漸逼近最大輸出功率的方法。在進行最大功率點跟蹤時，對母線電壓向某一個方向擾動，通過將檢測到的當前輸出功率與前一時刻的輸出功率進行比較，如果當前輸出功率較大，則對母線電壓向相同方向繼續(xù)擾動，如果當前輸出功率較小，則對母線電壓向相反方向擾動，從而確定最大功率點。判斷單元1012用于獲取電網電壓，并根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生或恢復。處理單元1013分別與最大功率點跟蹤單元1011和判斷單元1012連接，用于在判斷單元1012判斷到低壓穿越發(fā)生時控制最大功率點跟蹤單元1011停止最大功率點跟蹤，在判斷單元1012判斷到低壓穿越恢復時,控制最大功率點跟蹤單元1011將逆變模塊103的母線電壓恢復到第一電壓值，第一電壓值預設值，或者第一電壓值為處理單元1013備份的低壓穿越發(fā)生前的最大功率點電壓值或低壓穿越發(fā)生前兩個以上最大功率點電壓值的平均值。本實施例中，判斷單元1012根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生或恢復，具體為:判斷單元1012獲取電網的三相正序電壓和三相負序電壓，并對三相正序電壓進行正方向旋轉變換得到三相正序電壓的兩相直流電壓Ud+和Uq+，對三相負序電壓進行負方向旋轉得到三相負序電壓的兩相直流電壓Ud-和Uq-。判斷單元1012對三相正序電壓進行正方向旋轉變換可根據公式:Ud+=Ua+*cos(theta)+Ub+*cos(theta-120)+Uc+*cos(theta+120),和Uq+=Ua+*sin (theta) +Ub+*sin (theta-120) +Uc+*sin (theta+120)進行。Ua+、Ub+、Uc+為三相正序電壓，theta為電網A相的角度，Ud+代表著電網正序電壓矢量的模，Uq+代表著電網正序電壓旋轉矢量與A相角度的差值，三相正序電壓通過此變換公式后轉換成了兩相穩(wěn)定的直流量。判斷單元1012對三相負序電壓進行負方向旋轉變換可根據公式:Ud-=Ua-^cos(theta)+Ub_*cos(theta+120)+Uc_*cos(theta-120),和Uq-=Ua_*sin (theta) +Ub_*sin (theta+120) +Uc_*sin (theta-120)進行。Ua-、Ub_、Uc-為三相負序電壓，theta為電網A相的角度，Ud-代表著電網負序電壓矢量的模，Uq-代表著電網負序電壓旋轉矢量與A相角度的差值，三相負序電壓通過此變換公式后轉換成了兩相穩(wěn)定的直流量。在電網正常時，Uq+、Ud_、Uq-都為零，Ud+即為電網三相電壓合成矢量的模，在三相電網電壓出現異常后，Uq+、Ud-、Uq-將不為零，所以判斷單元1012通過判斷Ud+、Uq+、UcKUq-的變化情況可以判斷出電網的異常情況，即判斷低壓穿越是否發(fā)生或恢復。之后，判斷單元1012先對Ud+、Uq+、UcK Uq-進行濾波處理，再求得算式
權利要求
1.一種光伏逆變器的低壓穿越控制方法，其特征在于，包括: 根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生，如果是，則停止最大功率點跟蹤； 判斷低壓穿越是否恢復，如果是，則將光伏逆變器的母線電壓恢復到第一電壓值，所述第一電壓值為預設值，或者所述第一電壓值為低壓穿越發(fā)生前的最大功率點電壓值或低壓穿越發(fā)生前兩個以上最大功率點電壓值的平均值。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生或恢復，具體為: 獲取電網的三相正序電壓和三相負序電壓，并對三相正序電壓進行正方向旋轉變換得到三相正序電壓的兩相直流電壓Ud+和Uq+，對三相負序電壓進行負方向旋轉得到三相負序電壓的兩相直流電壓Ud-和Uq-； 計算丨4(Ud+f + (Uq+f- ^(Ud-)1 + (Uq-)2 |的值，并將其與設定值比較，如果小于設定值，則判斷為低壓穿越發(fā)生，如果大于設定值，則判斷為低壓穿越恢復，所述設定值預先設置。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在判斷到低壓穿越發(fā)生，停止最大功率點跟蹤后，還包括:降低光伏逆變器輸出的電流給定。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在光伏逆變器的母線電壓恢復到第一電壓值后，還包括開啟最大功率點跟蹤。
5.一種光伏逆變器，其特征在于，包括: 逆變模塊，用于將光伏面板輸出的母線電壓轉換為交流電壓； 功率控制器，其與逆變模塊連接，用于監(jiān)控和/或控制逆變模塊的母線電壓； 總控制器，其分別與功率控制器和電網接入端連接，用于進行最大功率點跟蹤，所述總控制器還用于獲取電網電壓，并根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生或恢復，當所述總控制器判斷到低壓穿越發(fā)生時則停止最大功率點跟蹤，當判斷到低壓穿越恢復時則將逆變模塊的母線電壓恢復到第一電壓值，所述第一電壓值為預設值，或者所述第一電壓值為處理單元備份的低壓穿越發(fā)生前的最大功率點電壓值或低壓穿越發(fā)生前兩個以上最大功率點電壓值的平均值。
6.如權利要求5所述的光伏逆變器，其特征在于，所述總控制器包括: 最大功率點跟蹤單元，用于進行最大功率點跟蹤； 判斷單元，用于獲取電網電壓，并根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生或恢復； 處理單元，其分別與最大功率點跟蹤單元和判斷單元連接，用于在判斷單元判斷到低壓穿越發(fā)生時控制最大功率點跟蹤單元停止最大功率點跟蹤，在判斷單元判斷到低壓穿越恢復時，控制最大功率點跟蹤單元將逆變模塊的母線電壓恢復到第一電壓值。
7.如權利要求6所述的光伏逆變器，其特征在于，所述處理單元在判斷單元判斷到低壓穿越恢復時，控制最大功率點跟蹤單元將逆變模塊的母線電壓恢復到第一電壓值，具體為:所述處理單元控制最大功率點跟蹤單元提高PI系數到預設值，之后控制最大功率點跟蹤單元將逆變模塊的母線電壓恢復到第一電壓值；最大功率點跟蹤單元將逆變模塊的母線電壓恢復到第一電壓值后，處理單元控制最大功率點跟蹤單元將PI系數調節(jié)回正常值。
8.如權利要求7所述的光伏逆變器，其特征在于，所述判斷單元根據電網電壓的變化判斷低壓穿越是否發(fā)生或恢復，具體為: 判斷單元獲取電網的三相正序電壓和三相負序電壓，并對三相正序電壓進行正方向旋轉變換得到三相正序電壓的兩相直流電壓Ud+和Uq+，對三相負序電壓進行負方向旋轉得到三相負序電壓的兩相直流電壓Ud-和Uq-； 判斷單元計算
9.如權利要求7或8所述的光伏逆變器，其特征在于，所述處理單元在判斷單元判斷到低壓穿越發(fā)生時控制最大功率點跟蹤單元停止最大功率點跟蹤后，還包括:處理單元控制功率控制器降低逆變模塊輸出的電流給定。
10.如權利要求9所述的光伏逆變器，其特征在于，所述處理單元控制最大功率點跟蹤單元將逆變模塊的母線電壓恢復到第一電壓值后，還包括:處理單元控制最大功率點跟蹤單元開啟最大功率點跟蹤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏逆變器及其低壓穿越控制方法，該方法包括判斷低壓穿越是否發(fā)生，如果是，則停止最大功率點跟蹤；判斷低壓穿越是否恢復，如果是，則將光伏逆變器的母線電壓恢復到第一電壓值。該光伏逆變器包括逆變模塊、功率控制器和總控制器。本發(fā)明公開的光伏逆變器及其低壓穿越控制方法通過在判斷到低壓穿越恢復后，將逆變器的母線電壓快速恢復到第一電壓值，縮短了低壓穿越的時間，能夠符合國家標準對光伏逆變器低壓穿越的要求，避免母線電壓被拉低后光伏逆變器進行自我保護。
文檔編號H02J3/38GK103107555SQ20121057928
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者覃統(tǒng)成 申請人:深圳創(chuàng)動科技有限公司