基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法
【專利摘要】一種基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法，光伏逆變器包括N個(gè)并聯(lián)模塊或者逆變單元，其步驟為：(1)檢測(cè)逆變器總輸出功率Ps及已開(kāi)啟的模塊或者逆變單元的個(gè)數(shù)M；(2)當(dāng)M≥N時(shí)，所有模塊或者逆變單元工作在Ps/N對(duì)應(yīng)的功率點(diǎn)；否則，執(zhí)行步驟(3)；(3)當(dāng)光伏逆變器總輸出功率滿足：0≤M＜N，Ps＞M*η*Pe時(shí)，開(kāi)啟未開(kāi)啟隊(duì)列Q1中位于對(duì)頭元素對(duì)應(yīng)的模塊或逆變單元；否則執(zhí)行步驟(4)；(4)當(dāng)光伏逆變器總輸出功率滿足：1≤M，Ps≤(M-1)*η*Pe時(shí)，關(guān)閉已開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Q2中位于隊(duì)頭元素對(duì)應(yīng)的模塊或逆變單元；否則，結(jié)束控制。本發(fā)明具有原理簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、能夠減小系統(tǒng)損耗、提升逆變器轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及到光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種適用于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏 逆變器控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 光伏逆變器的轉(zhuǎn)換效率是光伏逆變器的重要性能指標(biāo)，在光伏發(fā)電行業(yè)，逆變器 效率的提升帶來(lái)的是直接的經(jīng)濟(jì)效益，轉(zhuǎn)換效率甚至成為各廠家搶占光伏逆變器市場(chǎng)的決 勝武器。目前，通過(guò)優(yōu)化光伏逆變器硬件來(lái)降低系統(tǒng)損耗，提升轉(zhuǎn)換效率的空間越來(lái)越有 限。
[0003] 對(duì)于采用模塊并聯(lián)或者逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器，傳統(tǒng)的控制方法采用逆變單 元均流輸出，使每個(gè)單元在相同的功率點(diǎn)運(yùn)行。傳統(tǒng)控制方法的缺點(diǎn)是逆變器的輕載轉(zhuǎn)換 效率低，電流諧波大。即，現(xiàn)有的技術(shù)方案是根據(jù)太陽(yáng)光輻照度的差異，在輕載運(yùn)行時(shí)，通過(guò) 開(kāi)啟和關(guān)閉部分模塊或逆變單元來(lái)提升轉(zhuǎn)換效率?，F(xiàn)有的技術(shù)方案中，根據(jù)太陽(yáng)光輻照度 的差異，在輕載運(yùn)行時(shí)，通過(guò)開(kāi)啟和關(guān)閉部分模塊或逆變單元來(lái)提升轉(zhuǎn)換效率。開(kāi)啟的部 分模塊和逆變單元在滿功率點(diǎn)運(yùn)行或者接近滿功率點(diǎn)運(yùn)行，沒(méi)有充分考慮光伏逆變器的最 佳效率點(diǎn)并不是額定功率點(diǎn)的特性，因此并不能最大限度的提升光伏逆變器的轉(zhuǎn)換效率。 在現(xiàn)有的技術(shù)方案中，是以逆變單元開(kāi)啟和關(guān)閉的先后次序來(lái)決定逆變單元的輪換休眠模 式，即根據(jù)光伏逆變器當(dāng)前總輸出功率的變化趨勢(shì)，采用最先開(kāi)啟的逆變單元最先被關(guān)閉、 最先關(guān)閉的逆變單元最先被開(kāi)啟的原則，沒(méi)有充分考慮每次輪換中各逆變單元開(kāi)啟的時(shí)間 差異，因此難以保證各個(gè)逆變單元的開(kāi)機(jī)時(shí)間相同，也就無(wú)法保證各逆變單元的壽命周期 大致相等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一 種原理簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、能夠減小系統(tǒng)損耗、提升逆變器轉(zhuǎn)換效率的基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的 光伏逆變器控制方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法，所述光伏逆變器包括N個(gè)并 聯(lián)模塊或者逆變單元，其步驟為：
[0007] (1)檢測(cè)逆變器總輸出功率Ps及已開(kāi)啟的模塊或者逆變單元的個(gè)數(shù)M ;
[0008] (2)當(dāng)M彡N時(shí)，所有模塊或者逆變單元工作在Ps/N對(duì)應(yīng)的功率點(diǎn)；否則，執(zhí)行步 驟⑶；
[0009] (3)當(dāng)光伏逆變器總輸出功率滿足：0彡M<N，Ps>M*n*Pe時(shí)，開(kāi)啟未開(kāi)啟隊(duì)列 Ql中位于對(duì)頭元素對(duì)應(yīng)的模塊或逆變單元；否則執(zhí)行步驟（4);其中，η表示單個(gè)模塊或者 逆變單元最佳轉(zhuǎn)換效率點(diǎn)系數(shù)，〇〈 η < 1 ;
[0010] ⑷當(dāng)光伏逆變器總輸出功率滿足：1彡M，Ps彡（M-ι)* η*Pe時(shí)，關(guān)閉已開(kāi)啟模塊 或逆變單元隊(duì)列Q2中位于隊(duì)頭元素對(duì)應(yīng)的模塊或逆變單元；否則，結(jié)束控制。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：當(dāng)光伏逆變器總輸出功率滿足：(M-l)*n*Pe < Ps彡Μ* η *Pe，2 < M < N，則前M-I個(gè)模塊或者逆變單元工作在η *Pe功率點(diǎn)，以最大轉(zhuǎn) 換效率并網(wǎng)發(fā)電，第M個(gè)模塊或者逆變單元工作在Ps-(M-I) * η *Pe。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：在步驟（3)中，當(dāng)M = O時(shí)，光伏逆變器開(kāi)始并網(wǎng)發(fā)電， 開(kāi)啟一個(gè)模塊或逆變單元；當(dāng)M > 1時(shí)，前M個(gè)模塊或者逆變單元工作在η *Pe功率點(diǎn)，以 最大轉(zhuǎn)換效率并網(wǎng)發(fā)電，第M+1個(gè)模塊或者逆變單元工作在Ps-M* η *Pe功率點(diǎn)；同時(shí)，在未 開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Ql中刪除最新開(kāi)啟的模塊或逆變單元對(duì)應(yīng)的元素，并將最新開(kāi) 啟的模塊或逆變單元作為新的元素插入已開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Q2中。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：在步驟（4)中，若M= 1，光伏逆變器停止發(fā)電；若M = 2,則保留1個(gè)模塊或逆變單元；若M > 2,則前M-2個(gè)模塊或者逆變單元工作在η *Pe功率 點(diǎn)，以最大轉(zhuǎn)換效率并網(wǎng)發(fā)電，第M-I個(gè)模塊或者逆變單元工作在Ps- (M-I) * η *Pe ;在已開(kāi) 啟隊(duì)列Q2中刪除最新關(guān)閉的模塊或逆變單元對(duì)應(yīng)的元素，并將最新關(guān)閉的模塊或逆變單 元作為新的元素插入已關(guān)閉隊(duì)列Ql中。
[0014] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：當(dāng)未開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Ql中的元素個(gè)數(shù)發(fā)生 變化時(shí)，則根據(jù)隊(duì)列中各個(gè)元素對(duì)應(yīng)的模塊或者逆變單元的開(kāi)啟總時(shí)間大小進(jìn)行從新排 序，開(kāi)啟時(shí)間最短的元素位于隊(duì)頭，開(kāi)啟時(shí)間最長(zhǎng)的元素位于隊(duì)尾。
[0015] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：當(dāng)已開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Q2中的元素個(gè)數(shù)發(fā)生 變化時(shí)，根據(jù)隊(duì)列中各個(gè)元素對(duì)應(yīng)的模塊或者逆變單元的開(kāi)啟總時(shí)間大小進(jìn)行從新排序， 開(kāi)啟時(shí)間最長(zhǎng)的元素位于隊(duì)頭，開(kāi)啟時(shí)間最短的元素位于隊(duì)尾。
[0016] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述已開(kāi)啟的模塊或者逆變單元的個(gè)數(shù)M滿足關(guān)系 式：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法，所述光伏逆變器包括N個(gè)并聯(lián) 模塊或者逆變單元，其特征在于，步驟為： (1) 檢測(cè)逆變器總輸出功率Ps及已開(kāi)啟的模塊或者逆變單元的個(gè)數(shù)M ; (2) 當(dāng)M > N時(shí)，所有模塊或者逆變單元工作在Ps/N對(duì)應(yīng)的功率點(diǎn)；否則，執(zhí)行步驟 (3)； (3) 當(dāng)光伏逆變器總輸出功率滿足：0彡M < N，Ps > M* n*Pe時(shí)，開(kāi)啟未開(kāi)啟隊(duì)列Ql 中位于對(duì)頭元素對(duì)應(yīng)的模塊或逆變單元；否則執(zhí)行步驟（4);其中，η表示單個(gè)模塊或者逆 變單元最佳轉(zhuǎn)換效率點(diǎn)系數(shù)，〇〈 η < 1 ; (4) 當(dāng)光伏逆變器總輸出功率滿足：1彡M，Ps彡（M-I)* n*Pe時(shí)，關(guān)閉已開(kāi)啟模塊或逆 變單元隊(duì)列Q2中位于隊(duì)頭元素對(duì)應(yīng)的模塊或逆變單元；否則，結(jié)束控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法，其特征在 于，當(dāng)光伏逆變器總輸出功率滿足：(M-I) * η *Pe < Ps彡Μ* η *Pe，2 < M < N，則前M-I個(gè) 模塊或者逆變單元工作在η *Pe功率點(diǎn)，以最大轉(zhuǎn)換效率并網(wǎng)發(fā)電，第M個(gè)模塊或者逆變單 元工作在 Ps-(M-I) * η *Pe。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法，其特征在 于，在步驟（3)中，當(dāng)M = O時(shí)，光伏逆變器開(kāi)始并網(wǎng)發(fā)電，開(kāi)啟一個(gè)模塊或逆變單元；當(dāng)M > 1時(shí)，前M個(gè)模塊或者逆變單元工作在η *Pe功率點(diǎn)，以最大轉(zhuǎn)換效率并網(wǎng)發(fā)電，第M+1 個(gè)模塊或者逆變單元工作在Ps-M* η *Pe功率點(diǎn)；同時(shí)，在未開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Ql中 刪除最新開(kāi)啟的模塊或逆變單元對(duì)應(yīng)的元素，并將最新開(kāi)啟的模塊或逆變單元作為新的元 素插入已開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Q2中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法，其特征在 于，在步驟（4)中，若M = 1，光伏逆變器停止發(fā)電；若M = 2,則保留1個(gè)模塊或逆變單元； 若M > 2,則前M-2個(gè)模塊或者逆變單元工作在η *Pe功率點(diǎn)，以最大轉(zhuǎn)換效率并網(wǎng)發(fā)電，第 M-I個(gè)模塊或者逆變單元工作在Ps-(M-I) * η *Pe ;在已開(kāi)啟隊(duì)列Q2中刪除最新關(guān)閉的模塊 或逆變單元對(duì)應(yīng)的元素，并將最新關(guān)閉的模塊或逆變單元作為新的元素插入已關(guān)閉隊(duì)列Ql 中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法， 其特征在于，當(dāng)未開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Ql中的元素個(gè)數(shù)發(fā)生變化時(shí)，則根據(jù)隊(duì)列中各 個(gè)元素對(duì)應(yīng)的模塊或者逆變單元的開(kāi)啟總時(shí)間大小進(jìn)行從新排序，開(kāi)啟時(shí)間最短的元素位 于隊(duì)頭，開(kāi)啟時(shí)間最長(zhǎng)的元素位于隊(duì)尾。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方法， 其特征在于，當(dāng)已開(kāi)啟模塊或逆變單元隊(duì)列Q2中的元素個(gè)數(shù)發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)隊(duì)列中各個(gè) 元素對(duì)應(yīng)的模塊或者逆變單元的開(kāi)啟總時(shí)間大小進(jìn)行從新排序，開(kāi)啟時(shí)間最長(zhǎng)的元素位于 隊(duì)頭，開(kāi)啟時(shí)間最短的元素位于隊(duì)尾。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于多個(gè)逆變單元并聯(lián)的光伏逆變器控制方 法，其特征在于，所述已開(kāi)啟的模塊或者逆變單元的個(gè)數(shù)M滿足關(guān)系式：
【文檔編號(hào)】H02M7/493GK104393618SQ201410674629
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】馮江華, 蹇芳, 吳強(qiáng), 趙香桂, 吳恒亮, 王南, 陳藝峰, 唐海燕, 劉昭翼, 張蓉, 朱淇涼, 姚明, 張洪浩 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司