一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法及系統(tǒng)，在電網(wǎng)對直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測該直流母線電容的當(dāng)前電壓，當(dāng)其滿足預(yù)充條件時(shí)，斷開預(yù)充電電路，若此時(shí)直流母線電容電壓不小于第一閥值，控制五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低該直流母線電容電壓，當(dāng)降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制五電平光伏逆變器退出三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作，從而避免了直流母線電容電壓大于其最大保護(hù)電壓情況的出現(xiàn)，保證了五電平光伏逆變器的正常啟動，進(jìn)而保證了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
【專利說明】一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]光伏逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的一個(gè)重要部件，用來將PV電池板生成的直流電轉(zhuǎn)換為交流電后輸送至電網(wǎng)，而在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高逆變效率，降低諧波，通常會使用多電平光伏逆變器并網(wǎng)，本發(fā)明針對五電平光伏逆變器的并網(wǎng)工作進(jìn)行的改進(jìn)，在該五電平光伏逆變器并網(wǎng)之前，為了防止五電平光伏逆變器并網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)對其產(chǎn)生很大的沖擊而影響其中某些器件的性能，甚至?xí)p壞某些器件，通常需要電網(wǎng)對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電，從而保證光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
[0003]具體的，如圖1所示的基于五電平光伏逆變器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，對于該系統(tǒng)的每一相來說，其五電平光伏逆變器輸入端與PV電池板連接，輸出端通過濾波電路與電網(wǎng)連接，其中，五電平光伏逆變器包括:與PV電池板正極連接的第一 DC/DC電路，與PV電池板負(fù)極連接的第二 DC/DC電路，輸入端分別與第一 DC/DC電路、第二 DC/DC電路以及PV電池板的正負(fù)極連接，輸出端通過濾波單元與電網(wǎng)連接的五電平逆變單元，且在該五電平逆變單元的第二正電平的開關(guān)模塊SP2和零電平的開關(guān)模塊SNO之間以及第二負(fù)電平的開關(guān)模塊SN2和零電平的開關(guān)模塊SNO之間分別并聯(lián)有正母線電容Cl和負(fù)母線電容C2，預(yù)充電電路輸入端與電網(wǎng)連接，輸出端與正母線電容Cl和負(fù)母線電容C2連接。
[0004]基于上述結(jié)構(gòu)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，啟動五電平光伏逆變器之前，電網(wǎng)將通過該預(yù)充電電路為正母線電容Cl和負(fù)母線電容C2充電，從而防止該五電平光伏逆變器并網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)對其產(chǎn)生很大沖擊，保證了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
[0005]然而， 申請人:發(fā)現(xiàn)，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，電網(wǎng)電壓往往會存在波動，因而，根據(jù)圖1所示的電路結(jié)構(gòu)示意圖可知，在電網(wǎng)對直流母線電容(即正母線電容Cl和負(fù)母線電容C2)進(jìn)行預(yù)充電過程中，當(dāng)電網(wǎng)電壓幅值產(chǎn)生較大波動或者諧波較大時(shí)，直流母線電容上的電壓幅值也會隨之增大，當(dāng)其超過預(yù)設(shè)的最大電壓保護(hù)值，五電平光伏逆變器將無法正常啟動，從而影響了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因直流母線電容電壓過高而使五電平光伏逆變器無法正常啟動，從而影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的技術(shù)問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案:
[0008]一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法，包括:
[0009]當(dāng)電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測所述直流母線電容的當(dāng)前電壓；
[0010]當(dāng)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制所述預(yù)充電電路斷開；
[0011]當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低所述直流母線電容的當(dāng)前電壓；
[0012]當(dāng)檢測到降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器退出所述三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0013]優(yōu)選的，當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0014]優(yōu)選的，在電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電過程中，還包括:
[0015]實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)電壓峰值；
[0016]當(dāng)所述電網(wǎng)電壓峰值波動范圍超過設(shè)定閾值時(shí)，輸出第一報(bào)警信息；
[0017]其中，所述第一報(bào)警信息具體為指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號。
[0018]優(yōu)選的，當(dāng)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，還包括:輸出第二報(bào)警信息；
[0019]其中，所述第二報(bào)警信息具體為指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號。
[0020]優(yōu)選的，所述控制所述五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式具體為:
[0021]控制與所述五電平逆變單元中的第二正電平、零電平以及第二負(fù)電平一一對應(yīng)的開關(guān)模塊工作，以使所述直流母線電容與所述第二正電平、所述第二負(fù)電平以及零電平
對應(yīng)的開關(guān)模塊形成放電回路。
[0022]一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制系統(tǒng)，包括
[0023]與五電平光伏逆變器的直流母線電容連接的檢測裝置，當(dāng)電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對所述直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測所述直流母線電容的當(dāng)前電壓；與所述預(yù)充電電路和所述檢測裝置連接的第一控制器，當(dāng)檢測到所述直流母線電容的當(dāng)前電壓滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制所述預(yù)充電電路斷開；
[0024]與所述五電平光伏逆變器的五電平逆變單元以及所述檢測裝置連接的第二控制器，當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低所述直流母線電容的當(dāng)前電壓，并在降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器退出所述三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0025]優(yōu)選的，還包括:
[0026]與所述五電平光伏逆變器的五電平逆變單元以及所述檢測裝置連接的第三控制器，當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0027]優(yōu)選的，在電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電過程中，所述檢測裝置還用于實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)電壓峰值，則所述系統(tǒng)還包括:
[0028]與所述檢測裝置連接的第一報(bào)警裝置，用于當(dāng)所述電網(wǎng)電壓峰值波動范圍超過設(shè)定閾值時(shí)，輸出第一報(bào)警信息；
[0029]其中，所述第一報(bào)警信息具體為指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號。
[0030]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0031]與所述檢測裝置連接的第二報(bào)警裝置，用于在所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，輸出第二報(bào)警信息；
[0032]其中，所述第二報(bào)警信息具體為指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號。
[0033]優(yōu)選的，所述第一控制器、所述第二控制器和所述第三控制器具體為:單片機(jī)、MCU或 DSP0
[0034]由此可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┝艘环N五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法及系統(tǒng)，由于在五電平光伏逆變器啟動之前，電網(wǎng)會通過預(yù)充電電路對該五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電，因此，為了防止該直流母線電容的電壓超過最大保護(hù)電壓，而導(dǎo)致五電平光伏逆變器無法啟動，本發(fā)明通過在預(yù)充電過程中實(shí)時(shí)檢測該直流母線電容的當(dāng)前電壓，當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)條件是，斷開該預(yù)充電電路，此時(shí)，若直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制該五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低該直流母線電容電壓，并在降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值后，控制該五電平光伏逆變器退出三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對直流母線電容預(yù)充電電路斷開時(shí)，因其電壓超過最大保護(hù)電壓，而使五電平光伏逆變器無法正常啟動，從而影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的技術(shù)問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)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)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為現(xiàn)有的一種基于五電平光伏逆變器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法的流程示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明另一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法的流程示意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041]本申請?zhí)峁┝艘环N五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法及系統(tǒng)，由于在五電平光伏逆變器啟動之前，電網(wǎng)會通過預(yù)充電電路對該五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電，因此，為了防止該直流母線電容的電壓超過最大保護(hù)電壓，而導(dǎo)致五電平光伏逆變器無法啟動，本發(fā)明通過在預(yù)充電過程中實(shí)時(shí)檢測該直流母線電容的當(dāng)前電壓，當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)條件是，斷開該預(yù)充電電路，此時(shí)，若直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制該五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低該直流母線電容電壓，并在降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值后，控制該五電平光伏逆變器退出三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對直流母線電容預(yù)充電結(jié)束時(shí)，因其電壓超過最大保護(hù)電壓，而使五電平光伏逆變器無法正常啟動，從而影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的技術(shù)問題。
[0042]實(shí)施例一:
[0043]參照圖2所示的本發(fā)明一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法的流程示意圖，在本實(shí)施例中，該方法具體可以包括以下步驟:
[0044]步驟Sll:當(dāng)電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測所述直流母線電容的當(dāng)前電壓。
[0045]在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，為了防止電網(wǎng)對將要并網(wǎng)的光伏逆變器的沖擊，通常都會在啟動光伏逆變器之前，對該光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電。
[0046]其中，為了實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)電壓和直流母線電壓的變化情況，在本實(shí)施例實(shí)際應(yīng)用中，可對電網(wǎng)電壓峰值和直流母線電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。
[0047]步驟S12:當(dāng)檢測到的直流母線電容的當(dāng)前電壓滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制所述預(yù)充電電路斷開。
[0048]其中，預(yù)設(shè)條件可以為電網(wǎng)電壓峰值，則在本實(shí)施例的實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)直流母線電容電壓達(dá)到電網(wǎng)電壓峰值時(shí)，將斷開預(yù)充電電路。
[0049]步驟S13:當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低直流母線電容的當(dāng)前電壓。
[0050]在電網(wǎng)對直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電過程中，由于電網(wǎng)電壓是不斷變化的，因而，在斷開預(yù)充電電路時(shí)，若電網(wǎng)電壓峰值比較大，將會使直流母線電容電壓超過其最大保護(hù)電壓即第一閥值，從而影響五電平光伏逆變器的正常啟動，基于此，本實(shí)施例通過對電網(wǎng)電壓峰值和直流母線電容電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，斷開預(yù)充電電路時(shí)，若電網(wǎng)電壓峰值較大，直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，可控制五電平光伏逆變器先在三電平工作模式工作，從而使五電平光伏逆變器的直流母線電容與五電平逆變單元形成放電回路，以達(dá)到降低直流母線電容電壓的目的。
[0051]具體的，結(jié)合圖1所示出的五電平光伏逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖，在啟動該五電平光伏逆變器之前，電網(wǎng)通過預(yù)充電電路為直流母線電容即正母線電容Cl和負(fù)母線電容C2充電，當(dāng)檢測到的直流母線電容電壓達(dá)到電網(wǎng)電壓峰值，而斷開預(yù)充電電路時(shí)，若此時(shí)直流母線電容電壓不小于第一閥值，則控制第二正電平P2的開關(guān)模塊SP2、零電平N的開關(guān)模塊SNO以及第二負(fù)電平N2的開關(guān)模塊SN2工作，即控制五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，此時(shí)，三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中五電平光伏逆變器中的正母線電容Cl、負(fù)母線電容C2、開關(guān)模塊SN2開關(guān)模塊SNO和開關(guān)模塊SP2都將形成了回路。
[0052]其中，需要說明的是，本發(fā)明中五電平光伏逆變器的五電平逆變單元的五個(gè)開關(guān)模塊具體可以為IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管等半導(dǎo)體開關(guān)器件，本發(fā)明對此不作具體限定。可選的，當(dāng)檢測到電網(wǎng)電壓峰值波動較大即波動范圍超過設(shè)定閾值時(shí)，系統(tǒng)可直接輸出第一報(bào)警信息，如指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號等等，來告知工作人員此時(shí)電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，直流母線電容電壓將過高，影響五電平光伏逆變器的正常啟動。需要說明的是，本發(fā)明對報(bào)警信息的輸出形式不作具體限定。
[0053]作為本發(fā)明另一實(shí)施例，在執(zhí)行步驟S12后，即斷開預(yù)充電電路時(shí)，若此時(shí)檢測到的直流母線電容的當(dāng)前電壓小于第一閥值，可直接控制五電平光伏逆變器進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。其中，第一閥值可以為直流母線電容的最大保護(hù)電壓，本發(fā)明對其具體電壓值不作限定。
[0054]步驟S14:當(dāng)檢測到降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制五電平光伏逆變器退出三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0055]其中，第二閥值可以是電網(wǎng)正常工作時(shí)其正常電網(wǎng)電壓峰值的95 %，但并不局限于此，需要說明的是，第一閥值大于第二閥值
[0056]本實(shí)施例中，在五電平光伏逆變器在三電平工作模式下形成的回路對直流母線電容進(jìn)行放電過程中，系統(tǒng)也會實(shí)時(shí)檢測直流母線電容的電壓，一旦確定放電后的電壓達(dá)到第二閾值時(shí)，即可控制五電平光伏逆變器退出三電平工作模式，并啟動該五電平光伏逆變器在正常并網(wǎng)工作模式工作，即控制五電平光伏逆變器正常啟動，需要說明的是，對于五電平光伏逆變器正常啟動的具體過程不作具體限定。
[0057]可選的，當(dāng)確定直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，系統(tǒng)可以輸出第二報(bào)警信息，如指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號等等，本發(fā)明對此不作具體限定。
[0058]由此可見，本發(fā)明實(shí)施例通過在電網(wǎng)給直流母線電容預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測該直流母線電容的當(dāng)前電壓，當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，斷開預(yù)充電電路，并當(dāng)此時(shí)檢測到的直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制該五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，使得五電平逆變單元和直流母線電容形成放電回路，從而使得直流母線電容電壓降低，當(dāng)檢測到的降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制該五電平逆變器退出三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中斷開對直流母線電容的預(yù)充電時(shí)，因其電壓超過最大保護(hù)電壓而使五電平光伏逆變器無法正常啟動，從而影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的技術(shù)問題。
[0059]實(shí)施例二:
[0060]參照圖4所示的本發(fā)明另一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法的流程示意圖，其中，五電平光伏逆變器的拓?fù)鋱D可參照圖1，本實(shí)施例在此不再詳述，則該控制方法可包括以下步驟:
[0061]步驟S21:當(dāng)電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測所述直流母線電容的當(dāng)前電壓以及電網(wǎng)電壓峰值。
[0062]步驟S22:當(dāng)檢測到的直流母線電容的當(dāng)前電壓等于該電網(wǎng)電壓峰值時(shí)，斷開預(yù)充電電路。
[0063]步驟S23:判斷預(yù)充電電路斷開時(shí)檢測到的直流母線電容的當(dāng)前電壓是否小于第一閥值，若否，則進(jìn)入步驟S24，若是，則執(zhí)行步驟S26。
[0064]步驟S24:控制所述五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低所述直流母線電容的當(dāng)前電壓。
[0065]步驟S25:當(dāng)檢測到降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制五電平光伏逆變器退出三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0066]步驟S26:控制五電平光伏逆變器進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0067]可選的，對于上述比較操作，可根據(jù)不同的比較結(jié)果輸出不同的報(bào)警信息，如指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號，以便工作人員能夠直觀且快速地確定五電平光伏逆變器的當(dāng)前工作狀態(tài)。
[0068]由此可見，本發(fā)明實(shí)施例通過在電網(wǎng)給直流母線電容預(yù)充電過程中，實(shí)時(shí)檢測該直流母線電容的當(dāng)前電壓，當(dāng)其達(dá)到電網(wǎng)電壓峰值時(shí)，斷開預(yù)充電電路，并在檢測到此時(shí)的直流母線電容電壓不小于第一閥值時(shí)，控制該五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，使得五電平逆變單元和直流母線電容形成放電回路，以降低直流母線電容的當(dāng)前電壓，當(dāng)降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制五電平光伏逆變器退出三電平工作模式后重新進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對直流母線電容預(yù)充電結(jié)束時(shí)，因其電壓超過最大保護(hù)電壓而導(dǎo)致五電平光伏逆變器無法正常啟動，從而影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的技術(shù)問題。
[0069]實(shí)施例三:
[0070]參照圖4所示的本發(fā)明一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，該五電平光伏逆變器可以包括第一 DC/DC電路、第二 DC/DC電路、直流母線電容和五電平逆變單元，其具體連接結(jié)構(gòu)以及其在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中與其他裝置的連接關(guān)系可參照圖1，本實(shí)施例在此不再復(fù)述，則該預(yù)充電控制系統(tǒng)具體可以包括:檢測裝置31和第一控制器32和第二控制器33，其中:
[0071]檢測裝置31與五電平光伏逆變器的直流母線電容連接，用于當(dāng)電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測直流母線電容的當(dāng)前電壓。
[0072]其中，在本實(shí)施例的實(shí)際應(yīng)用中，該檢測裝置31具體可以為電壓傳感器或電壓采樣電路等等，本發(fā)明對此不作具體限定。
[0073]另外，如圖所示，由于該直流母線電容分為正向母線電容Cl和負(fù)向母線電容C2，因而，該檢測裝置31具體可以包括第一檢測電路和第二檢測電路，用來分別與正向母線電容Cl和負(fù)向母線電容C2 —一對應(yīng)連接，分別檢測正向母線電容Cl的第一當(dāng)前電壓，以及負(fù)向母線電容C2的第二當(dāng)前電壓。
[0074]第一控制器32與五電平光伏逆變器的五電平逆變單元以及該檢測裝置31連接，用于在檢測到所述直流母線電容的當(dāng)前電壓滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制所述預(yù)充電電路斷開。
[0075]其中，該預(yù)設(shè)條件為直流母線電容電壓等于電網(wǎng)電壓峰值。
[0076]第二控制器33與五電平光伏逆變器的五電平逆變單元以及檢測裝置31連接，用于在檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低所述直流母線電容的當(dāng)前電壓，并在降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制電平光伏逆變器退出所述三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0077]在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)該檢測裝置31包括第一檢測電路和第二檢測電路，分別對正向母線電容Cl和負(fù)向母線電容C2進(jìn)行檢測時(shí)，只要確定預(yù)充電電路斷開時(shí)該正向母線電容Cl的第一當(dāng)前電壓與負(fù)向母線電容C2的第二當(dāng)前電壓之和大于第一閾值，即可進(jìn)入三電平工作模式，由直流母線電容與五電平逆變單元形成的回路自動對該正向母線電容Cl和負(fù)向母線電容C2放電，從而達(dá)到降低直流母線電容電壓的目的。
[0078]其中，第一控制器32和第二控制器33具體可以為MCU(Micro Control Unit，微控制單元)、單片機(jī)或者DSP(Digtal Signal Process，數(shù)字信號處理)等等，本發(fā)明對此不作具體限定。
[0079]可選的，本發(fā)明所提供的五電平光伏逆變器預(yù)充電控制系統(tǒng)還可以包括:
[0080]與所述五電平光伏逆變器的五電平逆變單元以及所述檢測裝置31連接的第三控制器，用于在檢測到預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
[0081]另外，該控制系統(tǒng)還可以包括與第二控制器33連接的報(bào)警模塊，則當(dāng)?shù)诙刂破?2確定預(yù)充電電路斷開時(shí)直流母線電容的當(dāng)前電壓大于第一閾值時(shí)，向該報(bào)警模塊發(fā)送的第三觸發(fā)信號，使其輸出報(bào)警信息。
[0082]其中，該報(bào)警模塊具體可以為指示燈、蜂鳴器或語音模塊等等，本發(fā)明對此不作具體限定。
[0083]綜上所述，在本發(fā)明實(shí)施例中，在電網(wǎng)給直流母線電容預(yù)充電時(shí)，由檢測裝置實(shí)時(shí)檢測直流母線電容的當(dāng)前電壓，當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，由第一控制器斷開該預(yù)充電電路，并在檢測裝置檢測到預(yù)充電電路斷開時(shí)，直流母線電容電壓不小于第一閥值時(shí)，由第二控制器控制該五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，使得五電平逆變單元和直流母線電容形成放電回路，并在檢測裝置檢測到降壓后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閾值時(shí)，第二控制器控制五電平光伏逆變器退出三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中因直流母線電容電壓大于其最大保護(hù)電壓，而導(dǎo)致五電平光伏逆變器無法正常啟動，從而影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的技術(shù)問題。
[0084]需要說明的是，在本發(fā)明上述系統(tǒng)實(shí)施例中，除了上述記載的模塊外，還可以包括顯示器、存儲器以及用于連接各器件的連接部件等等，本發(fā)明在此不再一一說明，只要不是本領(lǐng)域技術(shù)人員付出創(chuàng)造性勞動確定的，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0085]另外，上述各實(shí)施例僅針對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的任一相進(jìn)行的說明，其他兩相的預(yù)充電控制方法和系統(tǒng)類似，本發(fā)明對此不再詳述。而且，關(guān)于上述各實(shí)施例中，諸如第一、第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)操作或?qū)嶓w與另一個(gè)操作或?qū)嶓w區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。
[0086]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開的方法對應(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。
[0087]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制方法，其特征在于，所述方法包括: 當(dāng)電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測所述直流母線電容的當(dāng)前電壓； 當(dāng)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制所述預(yù)充電電路斷開； 當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低所述直流母線電容的當(dāng)前電壓； 當(dāng)檢測到降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器退出所述三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電過程中，還包括: 實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)電壓峰值； 當(dāng)所述電網(wǎng)電壓峰值波動范圍超過設(shè)定閾值時(shí)，輸出第一報(bào)警信息； 其中，所述第一報(bào)警信息具體為指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，還包括:輸出第二報(bào)警信息； 其中，所述第二報(bào)警信息具體為指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述控制所述五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式具體為: 控制與所述五電平逆變單元中的第二正電平、零電平以及第二負(fù)電平一一對應(yīng)的開關(guān)模塊工作，以使所述直流母線電容與所述第二正電平、所述第二負(fù)電平以及零電平一一對應(yīng)的開關(guān)模塊形成放電回路。
6.一種五電平光伏逆變器預(yù)充電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 與五電平光伏逆變器的直流母線電容連接的檢測裝置，當(dāng)電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對所述直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電時(shí)，實(shí)時(shí)檢測所述直流母線電容的當(dāng)前電壓；與所述預(yù)充電電路和所述檢測裝置連接的第一控制器，當(dāng)檢測到所述直流母線電容的當(dāng)前電壓滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制所述預(yù)充電電路斷開； 與所述五電平光伏逆變器的五電平逆變單元以及所述檢測裝置連接的第二控制器，當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器工作在三電平工作模式，以降低所述直流母線電容的當(dāng)前電壓，并在降低后的直流母線電容的當(dāng)前電壓達(dá)到第二閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器退出所述三電平工作模式后進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與所述五電平光伏逆變器的五電平逆變單元以及所述檢測裝置連接的第三控制器，當(dāng)檢測到所述預(yù)充電電路斷開時(shí)所述直流母線電容的當(dāng)前電壓小于第一閥值時(shí)，控制所述五電平光伏逆變器進(jìn)入正常并網(wǎng)工作模式工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，在電網(wǎng)通過預(yù)充電電路對五電平光伏逆變器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電過程中，所述檢測裝置還用于實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)電壓峰值，則所述系統(tǒng)還包括: 與所述檢測裝置連接的第一報(bào)警裝置，用于當(dāng)所述電網(wǎng)電壓峰值波動范圍超過設(shè)定閾值時(shí)，輸出第一報(bào)警信息； 其中，所述第一報(bào)警信息具體為指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 與所述檢測裝置連接的第二報(bào)警裝置，用于在所述直流母線電容的當(dāng)前電壓不小于第一閥值時(shí)，輸出第二報(bào)警信息； 其中，所述第二報(bào)警信息具體為指示燈閃爍信號、蜂鳴器聲音信號或包含有報(bào)警內(nèi)容的語音信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制器、所述第二控制器和所述第三控制器具體為:單片機(jī)、MCU或DSP。
【文檔編號】H02J3/38GK104467016SQ201410797550
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】張 成, 丁杰, 鄒海晏, 陶磊, 徐濤濤 申請人:陽光電源股份有限公司