CN104158223A - 一种并网逆变器控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种并网逆变器控制方法及装置,通过对逆变器母线的实际母线电压进行实时监测,当确定该实际母线电压与目标母线电压的第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用该第一差值计算逆变器中电感元件的目标电流值,其中,该目标母线电压为满足所述逆变器成功逆变的最低电压,之后,依据该目标电流值调节该电感元件的当前电流,从而使得实际母线电压和目标母线之间的差值的绝对值不大于第一电压阈值,从而避免了因逆变母线的电压过高而使得并联在逆变母线上的电容损坏,同时解决了现有技术中因逆变母线电压过高而降低逆变转换效率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏并网发电***中逆变器的技术领域,更具体地说,涉及一种并网逆变器控制方法及装置。
背景技术
目前,在光伏并网发电***中,在PV板输出的PV电压小于逆变所需的最小逆变母线电压时,为了保证逆变母线电压达到逆变所需的最小电压,以使逆变器正常工作,通常都是在PV(Photo Voltaic,光电池)板输出端接入DC/DC变换器,来对PV板输出的PV电压进行升压处理,从而使得处理后的电压达到逆变所需的最小电压值。
然而,对于现有的这种逆变器,当PV板输出的PV电压大于逆变所需的最小逆变母线电压时,具有升压功能的DC/DC变换器将停止工作,此时,PV板直接通过旁路方式为逆变母线供电,则逆变母线电压等于PV电压,虽然满足了逆变所需的最小电压,但是,由于此时逆变母线电压过高将会降低逆变的转换效率。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种并网逆变器控制方法及装置,解决了现有技术中因逆变母线电压过高而降低逆变效率的技术问题。
为了实现上述目的,本申请提供了以下技术方案:
一种并网逆变器控制方法,所述方法包括:
监测逆变器母线的实际母线电压;
计算所述实际母线电压与目标母线电压之间的第一差值,所述目标母线电压为满足所述逆变器成功逆变的最低电压;
判断所述第一差值的绝对值是否大于第一电压阈值;
如果是,利用所述第一差值计算所述逆变器中电感元件的目标电流值;
依据所述目标电流值调节所述逆变器中电感元件的当前电流直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压之间的差值的绝对值不大于所述第一电压阈值。
优选的,所述调节所述逆变器中的电感元件的当前电流包括:
当所述实际母线电压大于所述目标母线电压时,增大所述逆变器中电感元件的当前电流;
当所述实际母线电压小于所述目标母线电压时,减小所述逆变器中电感元件的当前电流。
优选的,在监测逆变器母线的实际母线电压之前,所述方法还包括:
监测与所述逆变器对应的PV板输出的实际PV电压;
计算所述实际PV电压与预设的目标母线电压之间的第二差值。
优选的,当判断出所述第二差值大于零且大于所述第一电压阈值,并在所述实际母线电压达到预设期望PV电压时,所述方法还包括:
对所述PV板进行MPPT扫描,确定所述PV板的实际期望PV电压;
计算检测到的所述PV板的当前实际PV电压与所述实际期望PV电压的第三差值;
判断所述第三差值的绝对值是否大于第二电压阈值;
如果是,利用所述第三差值调整与所述PV板输出端连接的第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流,直至检测到的实际PV电压与所述实际期望PV电压的差值的绝对值不大于所述第二电压阈值。
优选的,当判断出所述第二差值小于零且绝对值大于所述第一电压阈值,并通过对所述实际PV电压升压处理而使得所述第一差值的绝对值不大于所述第一电压阈值时,所述方法还包括:
对所述PV板进行MPPT扫描,确定所述PV板的实际期望PV电压;
计算检测到的所述PV板的当前实际PV电压与所述实际期望PV电压的第四差值;
判断所述第四差值的绝对值是否大于第三电压阈值;
如果是,利用所述第四差值调整与所述PV板输出端连接的第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流,直至检测到的实际PV电压与所述实际期望PV电压的差值的绝对值不大于所述第三电压阈值。
优选的,所述方法还包括:
检测负载功率以及所述逆变器的并网功率;
当判断出所述并网功率大于所述负载功率时,将所述实际母线电压降压至储能电池的额定充电电压,输送至储能电池;
当判断出所述并网功率小于所述负载功率时,将储能电池输出的电压升压至所述目标母线电压,输送至所述逆变器。
优选的,在对所述储能电池进行充电或所述储能电池放电过程中,所述方法还包括:
监测所述储能电池的实际储存容量;
当所述实际储能存容量达到所述储能电池的最大储存容量时,对所述储能电池停止充电;
当所述实际储存容量达到所述储能电池的最小储存容量时,控制所述储能电池停止放电。
一种并网逆变器控制***,所述***包括PV板以及并联在逆变器输入端的储能电容,所述***还包括:
输入端与PV板输出端连接,输出端与所述逆变器输入端连接,具有升压和降压功能,以及对所述PV板进行MPPT扫描,确定所述PV板的实际期望PV电压的第一DC/DC变换器;
与所述储能电容两端连接,监测逆变器母线的实际母线电压的第一监测装置;
与所述第一监测装置和所述逆变器连接,接收该第一监测装置输出的所述实际母线电压,并计算所述实际母线电压与目标母线电压之间的第一差值,当判断出所述第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用该第一差值计算所述逆变器中电感元件的目标电流值,并依据所述目标电流值调节所述逆变器中电感元件的当前电流,直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压之间的差值绝对值不大于所述第一电压阈值的第一控制装置;
其中,所述目标母线电压为满足所述逆变器成功逆变的最低电压。
优选的,所述***还包括:
与所述PV板输出端连接,监测所述PV板输出的实际PV电压的第二监测装置;
与所述第二监测装置和所述第一DC/DC变换器连接,计算第二监测装置发送的实际PV电压与实际期望PV电压的第三差值,当判断出所述第三差值的绝对值大于第二电压阈值时,利用所述第三差值调整所述第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流,直至监测到的实际PV电压与所述实际期望PV电压的差值的绝对值不大于所述第二电压阈值的第二控制装置。
优选的,所述***还包括:
一端与所述逆变器输入端连接,具有升压和降压功能的第二DC/DC变换器;
与所述第二DC/DC变换器的另一端连接的储能电池。
由此可见,与现有技术相比,本申请提供了一种并网逆变器控制方法及装置,通过对逆变器母线的实际母线电压进行实时监测,当判断出该实际母线电压与目标母线电压的第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用该第一差值计算出逆变器中电感元件的目标电流值,其中,该目标母线电压为满足所述逆变器成功逆变的最低电压,之后,本发明依据该目标电流值对该逆变器中电感元件的当前电流的调节,从而减小实际母线电压和目标母线之间的第一差值,直至该第一差值的绝对值不大于第一电压阈值,避免了因逆变母线的电压过高(即大于逆变所需的最小逆变母线电压)而使得并联在逆变母线上的电容损坏,同时解决了现有技术中因逆变母线电压过高而降低逆变转换效率的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种并网控制方法实施例的流程示意图;
图2为本发明一种并网逆变器的控制框图;
图3为本发明另一种并网逆变器的控制框图;
图4为本发明另一种并网控制方法实施例的流程示意图;
图5为本发明一种并网控制***实施例的结构框图;
图6为本发明另一种并网控制***实施例的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种并网逆变器控制方法及装置,通过对逆变器母线的实际母线电压进行实时监测,当判断出该实际母线电压与目标母线电压的第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用该第一差值计算逆变器中电感元件的目标电流值,其中,该目标母线电压为满足所述逆变器成功逆变的最低电压,之后,本发明依据该目标电流值调节该逆变器中电感元件的当前电流,从而减小实际母线电压和目标母线之间的第一差值,直至该第一差值的绝对值不大于第一电压阈值,避免了因逆变母线的电压过高而使得并联在逆变母线上的电容损坏,同时解决了现有技术中因逆变母线电压过高而降低逆变转换效率的问题。
如图1所示,为本发明一种并网逆变器控制方法实施例的流程示意图,该方法的具体步骤可以包括:
步骤S101:监测逆变器母线的实际母线电压。
在本实施例中,如图2所示的逆变器的控制结构框图,PV(Photo Voltaic,光电池)板输出端接入具有升压和降压功能的第一DC/DC变换器,该第一DC/DC变换器输出端连接逆变母线即单相逆变器的输入端,其中,逆变母线上并联一电容C即为母线电容。
以单相230V电网为例,满足可靠逆变的最低逆变母线电压约为230*1.414+25=350V,其中,25V为裕量,基于上述逆变器的控制结构框图,在实际应用中,假设该PV板组件的输出电压范围为300V~800V,当PV板开始工作输出PV电压为低压(即PV电压小于最低逆变母线电压)时,将由第一DC/DC变换器对PV电压进行升压处理,通常会在大于350V(即逆变母线电压大于350V)后,启动逆变侧稳压***对逆变母线电压的稳压处理,同时控制第一DC/DC变换器对PV板进行MPPT扫描,以便PV侧稳压***对该PV电压进行稳压处理。
同理,当PV板开始工作输出PV电压为高压(即PV电压大于最低逆变母线电压)时,第一DC/DC变换器不工作,PV板直接通过旁路方式为逆变母线供电,则逆变侧的实际母线电压等于PV电压,即实际母线电压大于目标母线电压,将启动逆变侧稳压***对逆变母线电压的稳压处理,同时控制第一DC/DC变换器对PV板进行MPPT扫描,以便PV侧稳压***对该PV电压进行稳压处理。
因而,在本发明实例中,为了避免母线电容C电压过高而损坏,或者,逆变母线电压无法满足逆变所需的最低电压,将会对逆变母线上的电压进行实时监测,以便根据监测结果进行及时处理。
步骤S102:计算该实际母线电压与目标母线电压之间的第一差值。
其中,该目标母线电压为满足逆变器成功逆变的最低电压,其可以根据检测到的当前电网电压计算得到,所用公式可以为:目标母线电压=当前电网电压*1.414+裕量,该裕量可以根据实际需要确定,例如,当检测到当前电网电压为230V时,该目标母线电压可以为230*1.414+25=350V,其中,25V为裕量。
需要说明的是,在实际应用中,由于电网电压波动的存在,因而,目标母线电压并非固定在一个确定值上,其会随着电网电压的波动而变化,但始终保持能满足逆变成功需求的最低电压。
步骤S103:判断该第一差值的绝对值是否大于第一电压阈值,若是,则执行步骤S104;若否,则返回步骤S101。
本实施例中,为了避免对逆变器中电感元件的电流的频繁调整,可针对当前电网电压的目标母线电压设置第一电压阈值,当其与监测到的实际母线电压之间的差值在该第一电压阈值范围内时,则说明逆变母线上的当前母线电压不仅满足了可靠逆变的最低逆变母线电压,而且不会对并联在逆变母线上的电容造成损坏,无需进行后续调节操作。
反之,当该目标母线电压与监测到的实际母线电压之间的差值大于零且大于第一电压阈值时,说明逆变母线上的当前母线电压无法满足可靠逆变的最低逆变母线电压,逆变器无法正常工作;而当该目标母线电压与监测到的实际母线电压之间的差值小于零且不在该第一电压阈值范围内,则说明此时逆变母线上的当前母线电压过高,虽然满足了可靠逆变的最低逆变母线电压,但是,会使并联在逆变母线上的母线电容损坏,从而影响逆变器的安全运行。
其中,第一电压阈值可根据实际需要确定,本发明对其具体数值不作限定。如当需要对逆变母线电压严格控制时,该第一电压阈值可以为零,即只有当逆变母线上的实际母线电压等于目标母线电压时,才无需后续调节操作。
步骤S104:利用该第一差值计算逆变器中电感元件的目标电流值。
步骤S105:依据该目标电流值调节逆变器中电感元件的当前电流,直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压之间的差值的绝对值不大于所述第一电压阈值。
本实施例中,当实际母线电压与其对应的目标母线电压之间的第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,可通过调节逆变器中电感元件的电流,以改变从逆变母线抽取的能量,改变母线电容的储能,从而改变母线电容的电压即改变逆变母线电压。
具体的,在第一差值的绝对值大于第一电压阈值的情况下,当实际母线电压大于目标母线电压,控制逆变器中电感元件的电流增大,即增大从逆变母线上抽取的能量,减小母线电容的储能,从而使得逆变母线电压减小,直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压之间的差值不大于第一电压阈值;当实际母线电压小于目标母线电压,控制逆变器中电感元件的电流减小,即减小从逆变母线上抽取的能量,从而使得逆变母线电压增大,直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压之间的差值的绝对值不大于第一电压阈值。
优选的,当并网逆变器的控制框图如图3所示时,即在图2所示的并网逆变器控制框图的基础上,在逆变母线接入一具有升压和降压功能的第二DC/DC变换器,并在该第二DC/DC变换器输出端连接一储能电池Bat。本发明实施例所提供的控制方法同样适用,在图3所的控制结构下,其对应的控制方法除了保护上述各步骤外,还可以包括:
实时检测并网功率和负载功率,当检测到的并网功率大于负载功率时,本实施例将对该储能电池Bat进行充电,此时,由于储能电池的储能电压最大值(如48V储能电池)比逆变母线电压要小很多,因而,可利用该第二DC/DC变换器将实际母线电压降压至额定充电电压(如将350V变压为48V)后,再输送至储能电池Bat,在该过程中,由于逆变器侧对逆变母线电压进行了稳压处理,从而降低了第二DC/DC变换器的变压比,进而扩大了第二DC/DC变换器的器件选型,同时提高了***效率。
同理,当检测到的并网功率小于负载功率时,本实施例中的储能电池Bat将向逆变母线电压放电,此时,由于逆变器侧对逆变母线电压进行了稳压处理,从而降低了该第二DC/DC变换器对储能电池Bat输出的储能电压进行升压处理过程的变压比,进而扩大了第二DC/DC变换器的器件选型,提高了***效率。
作为本发明另一实施例,当采集到的各变量(如逆变母线电压、PV电压、电压元件的电流等)达到其对应的最大保护值时,可以输出报警信息。其中,该报警信息可以是不同指示灯的闪烁,蜂鸣声,或者是包含提示内容的语音信息等等,本发明对此不作具体限定。
基于上述分析,本发明实施例通过对逆变器母线的实际母线电压进行实时监测,并计算该实际母线电压与目标母线电压的第一差值,当确定该第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用该第一差值计算逆变器中电感元件的母线电流值,之后,依据该目标电流值调节该逆变器中电感元件的当前电流,从而使得实际母线电压和目标母线之间的差值的绝对值不大于第一电压阈值,避免了因逆变母线的电压过高而使得并联在逆变母线上的电容损坏,同时解决了现有技术中因逆变母线电压过高而降低逆变转换效率的问题。
如图4所示,为本发明另一种并网逆变器控制方法实施例的流程示意图,
在实际应用中,一旦PV板开始工作,***就会检测器输出的实际PV电压,如上述实施例中的描述,当其输出PV电压为低压,即实际PV电压小于目标母线电压时,将由第一DC/DC变换器对其进行升压处理,直至其大于目标逆变母线电压,此时逆变侧的稳压***和PV侧的稳压***将同时进行稳压处理,其中,逆变侧的稳压过程可参照上述实施例,此处不再详述,而PV侧的稳压过程可以为本实施的下述步骤;而当其输出的PV电压为高压时,即实际PV电压大于目标母线电压时,第一DC/DC变换器不工作,PV板直接通过旁路方式为逆变母线供电,从而使得实际母线电压大于目标母线电压,此时,逆变侧的稳压***也将对逆变母线电压进行稳压处理,逆变侧的稳压处理过程可参见上述实施例,此处不再详述,当将逆变母线电压稳压值预设期望PV电压时,PV板侧的稳压***也将依据第一DC/DC变换器对其输出PV电压进行稳压处理,具体步骤可以包括:
步骤S401:监测与逆变器对应的PV板输出的实际PV电压。
其中,本发明中,一旦***启动该步骤S401将执行。
步骤S402:对该PV板进行MPPT扫描,确定该PV板的实际期望PV电压。
在光伏并网***的实际应用中,每个PV板都有对应的第一DC/DC变换器,用来进行MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率点跟踪)扫描,即通过扰动该PV板的电压,确定最大功率点,则对应的PV电压即为实际期望PV电压。
步骤S403:计算监测到的实际PV电压与该实际期望PV电压的第三差值。
步骤S404:判断该第三差值的绝对值是否大于第二电压阈值,若是,则执行步骤S405,若否,则返回步骤S401。
其中,第二电压阈值可以根据实际需要确定,本发明实施并不限定其具体数值,如当对PV板的稳压控制严格时,该第二电压阈值可以为零。
步骤S405:利用该第三差值调整与该PV板输出端连接的第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流,直至监测到的实际PV电压与实际期望PV电压的差值的绝对值不大于所述第二电压阈值。
具体的,在该第三差值的绝对值大于第二电压阈值的情况下,当实际PV电压大于实际期望PV电压时,控制第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流增大,反之,当实际PV电压小于实际期望PV电压时,控制一DC/DC变换器中电感元件的当前电流减小,以达到稳定PV电压的目的。
作为本发明另一实施例,本发明实施例所提供的控制方法也适用于图3所示的控制结构,此时除了上述各步骤外,还可以包括:
检测负载功率以及逆变器的并网功率,并判断该并网功率是否大于负载功率,若是,利用与逆变母线连接的第二DC/DC变换器对储能电池进行充电。若该并网功率小于负载功率时,储能电池Bat将放电,其中,该储能电池Bat的充放电的具体过程可参见上述实施例的对应部分,本发明在此不再复述。
优选的,在对储能电池进行充电或储能电池放电过程中,还可以监测该储能电池的实际储存容量,当该实际储存容量达到该储能电池的最大储存容量时,对该储能电池停止充电;当实际储存容量达到储能电池的最小储存容量时,控制该储能电池停止放电。
由此可见,为了进一步保证逆变母线电压的稳定,本实施例通过对PV板输出的实际PV电压进行监测,并在判断出其与实际期望PV电压之间的第三电压差值的绝对值大于第二电压阈值时,通过调整与该PV板输出端连接的第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流,从而使得PV板输出的PV电压与实际期望PV电压的差值的绝对值不大于第二电压阈值。
如图5所示,为本发明一种并网逆变器控制***实施例的结构框图,该***可以包括:PV板501,输入端与PV板501输出端连接,输出端与逆变器502输入端连接,具有升压和降压功能以及对PV板进行MPPT扫描,确定所述PV板的实际期望PV电压的第一DC/DC变换器503,并联在该逆变器502输入端的储能电容C,该逆变器502输出端并联在电网上。
其中,第一DC/DC变换器503用于对PV板输出的PV电压进行升压或降压处理,以及最大功率跟踪,具体的,当PV板输出的是低压时,第一DC/DC变换器503对其进行升压处理,反之,当PV板输出的是高压时,第一DC/DC变换器503对其进行降压处理,同时进行MPPT扫描,以确定该PV板的实际期望PV电压。
需要说明的是,该第一DC/DC变换器503的具体结构属于本领域公知常识,本发明在此不再详述。
除此之外,还包括与储能电容C两端连接,监测逆变器母线的实际母线电压的第一监测装置504。在本实施例实际应用中,该第一监测装置504可以包括电压传感器或互感器等。
与该第一监测装置504和逆变器502连接,接收该第一监测装置504输出的实际母线电压,并计算该实际母线电压与目标母线电压之间的第一差值,当判断出所述第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用所述第一差值计算所述逆变器中电感元件的目标电流值,之后,依据该目标电流值调节逆变器502中电感元件的当前电流,直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压之间的差值的绝对值不大于第一电压阈值的第一控制装置505。
其中,该第一控制装置505可以包括多个控制器,在本实施例中,将控制器1作为该逆变侧内环控制器,利用该控制器1对逆变器中的电感元件的电流进行控制,以实现对逆变母线电压的调整;将控制器2作为该逆变侧外环控制器,利用控制器2对逆变器中的电容元件进行控制,以使逆变母线电压与目标逆变母线电压的差值不大于第一电压阈值,即控制器2为该逆变侧外环控制器。
作为本发明另一实施例,该***还可以包括:
与PV板501输出端连接,监测PV板501输出的实际PV电压的第二监测装置。
其中,该第二监测装置可以为电压传感器或互感器等。
与第二监测装置和第一DC/DC变换器503连接,计算第二监测装置发送的实际PV电压与实际期望PV电压的第三差值,当确定该第三差值的绝对值大于第二电压阈值时,利用该第三差值调整第一DC/DC变换器503中电感元件的当前电流,直至监测到的实际PV电压与所述实际期望PV电压的差值的绝对值不大于第二电压阈值的第二控制装置。
本实施例中,该第二控制装置可以包括多个控制器,具体的,将控制器3作为内环控制器,控制器4作为外环控制器,当判断出上述第三差值的绝对值大于第二电压阈值时,利用控制器4内的预设算法得到期望电感电流,之后,利用该控制器3控制第一DC/DC变换器503中电感元件的电流,使其达到该期望电感电流,从而实现对PV电压的控制。
优选的,该并网逆变器控制***还可以包括报警装置,用于当检测到***故障(如过压和/或过流等现象)时,输出报警信息。具体的,该报警装置可以为蜂鸣器,语音模块或指示灯等,对此本发明不作具体限定。
由此可见,本发明实施例通过第一监测装置检测逆变母线的实际母线电压,并发送给第一控制装置,当该第一控制装置判断出该实际母线电压与目标母线电压之间的第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用该第一差值计算出逆变器中电感元件目标电流值,之后依据该目标电流值调整该逆变器中电感元件的当前电流,以使监测到的实际母线电压与所述目标母线电压的差值的绝对值不大于第一电压阈值,从而避免了因逆变母线的电压过高而使得并联在逆变母线上的储能电容损坏,同时解决了现有技术中因逆变母线电压过高而降低逆变转换效率的问题。
如图6所示,为本发明另一种并网逆变器控制***实施例的结构框图,该***可以包括:PV板601;输入端与PV板601输出端连接,输出端与逆变器602输入端连接,具有升压和降压功能以及对PV板进行MPPT扫描,确定所述PV板的实际期望PV电压的第一DC/DC变换器603;并联在该逆变器602输入端的储能电容C;一端与逆变器602输入端连接,具有升压和降压功能的第二DC/DC变换器604;与第二DC/DC变换器604的另一端连接的储能电池605。
其中,当电网对储能电池605充电时,第二DC/DC变换器604用于对逆变母线电压进行降压处理,如350V变48V;当该储能电池606向电网放电时,该第二DC/DC变换器604用于对逆变母线电压进行升压处理,由于逆变母线电压被稳定在逆变所需的最低电压,从而降低了该第二DC/DC变换器的变压比,进而扩大了第二DC/DC变换器的器件选型范围,同时提高了***效率。
优选的,该第二DC/DC变换器604可以为两级升压的双向DC/DC变换器或者隔离型全桥变压器结构的双向DC/DC变换器,以达到高升压比的目的。
除此之外,还可以包括与储能电容C两端连接,监测逆变器母线的实际母线电压的第一监测装置606。
其中,该第一监测装置606可以包括电压传感器或互感器等。
与该第一监测装置606和逆变器602连接,接收该第一监测装置606输出的实际母线电压,并计算该实际母线电压与目标母线电压之间的第一差值,当该第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用该第一差值计算出逆变器中电感元件的目标电流值后,依据该目标电流值调节逆变器602中电感元件的当前电流,直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压的差值的绝对值不大于第一电压阈值的第一控制装置607。
如上述实施例的记载,该第一控制装置607可以包括两个控制器。
与PV板601输出端连接,监测PV板601输出的实际PV电压的第二监测装置608。
其中,该第二监测装置608可以包括电压传感器或互感器等。
与第二监测装置608和第一DC/DC变换器603连接,计算第二监测装置608发送的实际PV电压与实际期望PV电压的第三差值,并在该第三差值的绝对值大于第二电压阈值时,利用该第三差值调整第一DC/DC变换器603中电感元件的当前电流,直至监测到的实际PV电压与实际期望PV电压的差值不大于第二电压阈值的第二控制装置609。
本实施例中,该第二控制装置609可以包括两个控制器,具体控制过程可参见上述实施例对应部分,本实施例在此不再详述。
与储能电池605输出端连接,监测该储能电池605的储能电压的第三监测装置610,本实施例中,该第三监测装置610可以为电压传感器。
优选的,***还可以包括与该第三监测装置610连接的显示装置,用于显示该储能电池605的当前储能电压。
与第二DC/DC变换器604连接的第三控制装置611,本实施例中,该第三控制装置611可以包括多个控制器,将控制器5作为电池侧内环控制器,控制器6作为电池侧外环控制器,当储能电池605放电时,无需考虑电压外环,只需利用控制器5对该第二DC/DC变换器604中的电感元件的电流进行调整即可,当第三监测装置610检测到该储能电池605的当前储存容量达到其最小储存容量时,控制该储能电池605停止放电。
而对该储能电池进行充电时,可利用控制器5和控制器6共同作用,当第三监测装置611检测到该储能电池606的当前储存容量达到最大储存容量时,控制该储能电池605停止充电。其中,控制器6用于对储能电池电压进行控制。
优选的,该并网逆变器控制***还可以包括与第一控制装置607和/或第二控制装置609和/或第三控制装置611相连的报警装置,当确定***出现过压和/或过流时,输出报警信息。
具体的,该报警装置可以为蜂鸣器,语音模块或指示灯等,对此本发明不作具体限定。
优选的,本发明上述实施例所涉及的控制器可以为PI控制器。
基于上述分析可知,本发明实施例通过第一控制装置控制逆变母线电压稳定,第二控制装置控制PV板输出的PV电压稳定,从而在满足逆变所需最低母线电压的前提下,对PV板进行最大功率跟踪,通过第三控制装置控制储能电池充放电,实现对PV板能量储存的目的,同时在逆变功率过低时,及时补充功率。
需要说明的是,本发明上述各实施例中,除了上述所记载的器件,还可以包括用于连接各器件的连接部件等等,本发明在此不再一一列举,只要不是本领域技术人员付出创造性劳动确定的,均属于本发明技术方案。
另外,对于上述各实施例中包含有“第一”“第二”等操作或实体,其仅用来区别这些操作或实体,相互之间并不存在次序关系,仅是为了更清楚地理解本发明技术方案。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种并网逆变器控制方法,其特征在于,所述方法包括:
监测逆变器母线的实际母线电压;
计算所述实际母线电压与目标母线电压之间的第一差值,所述目标母线电压为满足所述逆变器成功逆变的最低电压;
判断所述第一差值的绝对值是否大于第一电压阈值;
如果是,利用所述第一差值计算所述逆变器中电感元件的目标电流值;
依据所述目标电流值调节所述逆变器中电感元件的当前电流直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压之间的差值的绝对值不大于所述第一电压阈值。
2.根据1所述的方法,其特征在于,所述调节所述逆变器中的电感元件的当前电流包括:
当所述实际母线电压大于所述目标母线电压时,增大所述逆变器中电感元件的当前电流;
当所述实际母线电压小于所述目标母线电压时,减小所述逆变器中电感元件的当前电流。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在监测逆变器母线的实际母线电压之前,所述方法还包括:
监测与所述逆变器对应的PV板输出的实际PV电压;
计算所述实际PV电压与预设的目标母线电压之间的第二差值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当判断出所述第二差值大于零且大于所述第一电压阈值,并在所述实际母线电压达到预设期望PV电压时,所述方法还包括:
对所述PV板进行MPPT扫描,确定所述PV板的实际期望PV电压;
计算检测到的所述PV板的当前实际PV电压与所述实际期望PV电压的第三差值;
判断所述第三差值的绝对值是否大于第二电压阈值;
如果是,利用所述第三差值调整与所述PV板输出端连接的第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流,直至检测到的实际PV电压与所述实际期望PV电压的差值的绝对值不大于所述第二电压阈值。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当判断出所述第二差值小于零且绝对值大于所述第一电压阈值,并通过对所述实际PV电压升压处理而使得所述第一差值的绝对值不大于所述第一电压阈值时,所述方法还包括:
对所述PV板进行MPPT扫描,确定所述PV板的实际期望PV电压;
计算检测到的所述PV板的当前实际PV电压与所述实际期望PV电压的第四差值;
判断所述第四差值的绝对值是否大于第三电压阈值;
如果是,利用所述第四差值调整与所述PV板输出端连接的第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流,直至检测到的实际PV电压与所述实际期望PV电压的差值的绝对值不大于所述第三电压阈值。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
检测负载功率以及所述逆变器的并网功率;
当判断出所述并网功率大于所述负载功率时,将所述实际母线电压降压至储能电池的额定充电电压,输送至储能电池;
当判断出所述并网功率小于所述负载功率时,将储能电池输出的电压升压至所述目标母线电压,输送至所述逆变器。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在对所述储能电池进行充电或所述储能电池放电过程中,所述方法还包括:
监测所述储能电池的实际储存容量;
当所述实际储能存容量达到所述储能电池的最大储存容量时,对所述储能电池停止充电;
当所述实际储存容量达到所述储能电池的最小储存容量时,控制所述储能电池停止放电。
8.一种并网逆变器控制***,所述***包括PV板以及并联在逆变器输入端的储能电容,其特征在于,所述***还包括:
输入端与PV板输出端连接,输出端与所述逆变器输入端连接,具有升压和降压功能,以及对所述PV板进行MPPT扫描,确定所述PV板的实际期望PV电压的第一DC/DC变换器;
与所述储能电容两端连接,监测逆变器母线的实际母线电压的第一监测装置;
与所述第一监测装置和所述逆变器连接,接收该第一监测装置输出的所述实际母线电压,并计算所述实际母线电压与目标母线电压之间的第一差值,当判断出所述第一差值的绝对值大于第一电压阈值时,利用该第一差值计算所述逆变器中电感元件的目标电流值,并依据所述目标电流值调节所述逆变器中电感元件的当前电流,直至监测到的实际母线电压与所述目标母线电压之间的差值绝对值不大于所述第一电压阈值的第一控制装置;
其中,所述目标母线电压为满足所述逆变器成功逆变的最低电压。
9.根据权利要求8所述的***,其特征在于,所述***还包括:
与所述PV板输出端连接,监测所述PV板输出的实际PV电压的第二监测装置;
与所述第二监测装置和所述第一DC/DC变换器连接,计算第二监测装置发送的实际PV电压与实际期望PV电压的第三差值,当判断出所述第三差值的绝对值大于第二电压阈值时,利用所述第三差值调整所述第一DC/DC变换器中电感元件的当前电流,直至监测到的实际PV电压与所述实际期望PV电压的差值的绝对值不大于所述第二电压阈值的第二控制装置。
10.根据权利要求9所述的***,其特征在于,所述***还包括:
一端与所述逆变器输入端连接,具有升压和降压功能的第二DC/DC变换器;
与所述第二DC/DC变换器的另一端连接的储能电池。
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