CN104218873B - 一种光伏逆变器的多路mppt输入类型自动判别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多通道MPPT逆变器输入类型的自动判断方法，解决现有双(多)通道MPPT逆变器产品不能自动识别输入PV面板组类型的问题；同时PV面板检修时只需断开其中的1路PV输入面板组而无需将输入的PV面板组全部断开，提高了***的运行效率。

Description

一种光伏逆变器的多路MPPT输入类型自动判别方法
技术领域
本发明涉及光伏逆变器,具体涉及光伏逆变器直流侧多路MPPT输入类型的自动判别方法。
背景技术
近年来可再生能源开发利用的规模逐步增大，许多国家与地区纷纷推出了光伏发电、风力发电等可再生能源***。随着光伏发电技术深入发展以及广泛推广，对光伏逆变器的输入光伏电池阵列(PV)配置的灵活性以及多样性要求也越来越高。
光伏电池阵列是指由标准单位的光伏电池板通过串并联组合而成的具有一定电压与功率等级的电池整体，也即PV面板。
现有的大多数中小功率光伏逆变器(小于50KW)都会包含独立的最大功率追踪(MPPT)环节。MPPT通过对PV面板的输出电压与电流进行控制，对后级逆变模块(DC-AC)提供稳定的直流电并使得光伏逆变器工作的PV面板最大功率点(要求限制输出的除外)。
目前市场上的光伏逆变器产品大多为单通道MPPT，也存在双通道MPPT或其他多通道MPPT的光伏逆变器。
单通道MPPT的缺点在于单个面板模块出问题(灰尘，热斑效应，局部遮挡等)时会影响接入该逆变器的PV面板组性能，降低整体的输出功率。同时PV面板检修时需全部断开与逆变器的连接，造成发电量损失。
双(多)通道MPPT的缺点在于大多数的逆变器只能接入双(多)PV面板组，不能兼容单PV面板组的输入情况。少部分可以兼容单PV面板组的逆变器必须通过手动设定的方式将逆变器的输入类型设定成单PV面板组输入方式，而不能自动判别双(多)路MPPT输入类型，即不能自动识别当前逆变器接入的是单PV面板组还是双(多)PV面板组。
发明内容
为此，本发明提出一种多通道MPPT逆变器输入类型的自动判断方法，解决现有双(多)通道MPPT逆变器产品不能自动识别输入PV面板组类型的问题。
为了实现本发明的目的，本发明通过如下技术方案来实现：
一种光伏发电***，具有：PV面板，光伏逆变器，
PV面板用于将接受的太阳能转换为直流电；
光伏逆变器用于PV面板产生的直流电转换为交流电，该交流电通过线缆供给与负载或电 网；
其特征在于：
所述光伏逆变器具有多路MPPT输入，
通过PV电压比较法进行输入类型判断。
优选的，上述光伏逆变器具有2路MPPT输入。
一种光伏逆变器的多路MPPT输入类型自动判别方法，上述方法包含如下步骤：
步骤1：采集逆变器MPPT输入模块的PV电压，记为PvVolt1与PvVolt2；
步骤2：进入输入类型判断，
步骤3：依据不同PV面板输入类型进行相应的MPPT。
优选的，上述步骤2中，判断包含：
对2路PV面板的电压进行判断，
若2路PV电压差abs(PvVolt1-PvVolt2)＞10V，则判定输入类型为2路不同PV面板组输入，
并结束判断；
若2路PV面板的电压差abs(PvVolt1-PvVolt2)≤10V，
进入Boost动作判断。
进一步的，上述的Boost动作判断，具体过程如下：
1)：选择其中1路进行Boost动作，而另1路Boost不动作；
2)：通过在Boost动作的过程中，判别2路PV面板的电压差是否满足：
abs(PvVolt1-PvVolt2)＞10V，
来判断PV面板的输入类型：
若为同1路PV面板时，Boost启动后，2路PV面板的电压会同步变化；
若为2路PV面板时，其中Boost未动作的那1路的PV电压不会变化。
更进一步的，上述Boost启动的过程中，需要通过Boost控制器以及逆变器输出控制器实现对Bus电压V(dc)的调节，以保障逆变器的正常运行。
更进一步的，上述1)中Boost动作判断法的关键在于：通过启动Boost降低其中1路PV电压，从而达成abs(PvVolt1-PvVolt2)＞10V的目的，较佳的，选择PV电压较低的1路启动Boost。
优选的，上述步骤1中，通过处理器控制平台来采集信息。进一步的，处理器平台可为DSP、MCU、FPGA中的1种控制芯片。
优选的，上述步骤2中通过PV电压比较法进行输入类型判断。
有益效果：
解决现有双(多)通道MPPT逆变器产品不能自动识别输入PV面板组类型的问题；
同时PV面板检修时只需断开其中的1路PV输入面板组而无需将输入的PV面板组全部断开，提高了***的运行效率。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例的光伏逆变器发电***的结构示意图；
图2为本发明实施例的2路PV面板的电压小于10V时判断的原理图；
图3为本发明实施的MPPT输入类型判断的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例：
如图1所示，为本发明实施例的光伏逆变器发电***的结构示意图，
一种光伏发电***，具有：PV面板1，光伏逆变器2，
PV面板1用于将接受的太阳能转换为直流电；
光伏逆变器2用于PV面板产生的直流电转换为交流电，该交流电经过LC滤波装置3供给电网或负载4；PV面板1具有2路(PV1,PV2)输出，逆变器2具有2路MPPT输入。
如图2所示，为本发明实施例的2路PV面板的电压小于10V时判断的原理图，
当2路PV面板的电压小于10V时，通过启动其中1路Boost模块的方法实现区分2路PV面板电压差的目标。其工作过程如下：
(1)依据需要启动Boost模块的那一路PV电压，通过PV电压参考特殊给定模块设定PV电压参考，记为PvVolt(ref)；
(2)将PV电压参考与当前采集的PV电压反馈做差，求得差值ErrV，即
ErrV＝PvVolt(ref)-PvVolt(n)；
(3)将ErrV通过电压环控制器(一般采用PI控制)进行计算得出电流环给定参考，记为PvCurr(ref)；
(4)将PV电流参考与当前采集的PV电流反馈做差，求得差值ErrI，即
ErrI＝PvCurr(ref)-PvCurr(n)；
(5)将ErrI通过电流环控制器(一般采用PI控制)进行计算得出当前的Boost给定duty，记为BoostDuty(n)；
(6)通过Boost控制器控制Boost环路中器件的开关并调节Bus电压，从而达成整个Boost动作判断过程逆变器的正常运行的目的。
条件说明：
PV电压参考特殊给定模块对PV电压参考的设定可以一步到位设定一个比判断区分基准稍大的数值；也可以分步逐步调节给定的PV电压参考。
若当前需要启动Boost的那1路PV电压为700V且判断区分基准设定为10V，则可以一步到位设定PV电压参考为688V；也可以分步逐步设定，即以3V为间隔分别设定PV电压参考给定为697V、694V、691V与688V。具体方案选择与逆变器***的稳定性相关。
如图3所示，为本发明实施的MPPT输入类型判断的流程图，
下面以允许输入2路PV面板的逆变器为例，对MPPT输入类型判断的流程图作说明：
判断包含如下步骤：
步骤1：通过处理器控制平台采集逆变器输入的PV面板电压，记为PvVolt1与PvVolt2；
步骤2：采用PV电压直接比较法，对2路PV面板的电压进行判断，
对2路PV面板的电压进行判断，
若2路PV电压差abs(PvVolt1-PvVolt2)＞10V，则判定输入类型为2路不同PV面板组输入，
并结束判断；
若2路PV面板的电压差abs(PvVolt1-PvVolt2)≤10V，
进入Boost动作判断，Boost动作判断，具体过程如下：
1)：选择其中1路进行Boost动作，而另1路Boost不动作；
2)：通过在Boost动作的过程中，判别2路PV面板的电压差是否满足：
abs(PvVolt1-PvVolt2)＞10V，
来判断PV面板的输入类型：
若为同1路PV面板时，Boost启动后，2路PV面板的电压会同步变化；
若为2路PV面板时，其中Boost未动作的那1路的PV电压不会变化。
3)：Boost启动的过程中需要通过Boost控制器以及逆变器输出控制器实现对Bus电压V(dc)的调节，将V(dc)控制在合理的范围内，以保障逆变器的正常运行。
步骤3：依据不同PV面板输入类型进行相应的MPPT(最大功率点追踪)策略。
方法的应用：上述实施例的方法不仅适用于三相逆变器，同样适用于单相逆变器。
作为图3的一种变形，若逆变器允许接入n路PV面板，则判断步骤与允许输入2路PV面板的逆变器类似。首先使用PV电压直接比较法，确定哪些输入PV电压的差值在10V(含)内；其次对输入PV电压差值在10V(含)内的PV输入路使用Boost动作判断法，区分这些输入电压接近的PV面板是相同路还是不同路。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。例如：上述实施例中，使用的区分基准为10V，也可以依据实际测试情况将区分标准设定为8V或者其他电压值。
因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改。

Claims (5)

1.一种光伏逆变器的多路MPPT输入类型自动判别方法，所述方法包含如下步骤：
步骤1：采集所述逆变器MPPT输入模块的PV电压，记为PvVoltl与PvVolt2；
步骤2：进入输入类型判断，
步骤3：依据不同PV面板输入类型进行相应的MPPT；
所述步骤2中，判断包含：
对2路PV面板的电压进行判断，
若2路PV电压差abs(PvVoltl-PvVolt2)>10V，则判定输入类型为2路不同PV面板组输入，
并结束判断；
若2路PV面板的电压差abs(PvVoltl-PvVolt2)≤10V，进入Boost动作判断；
所述Boost动作判断包含：
1)：选择其中1路进行Boost动作，而另1路Boost不动作；
2)：通过在Boost动作的过程中，判别2路PV面板的电压差是否满足：abs(PvVoltl-PvVolt2)>10V，来判断PV面板的输入类型：
若为同1路PV面板时，Boost启动后，2路PV面板的电压会同步变化；
若为2路不同PV面板时，其中Boost未动作的那1路的PV电压不会变化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述1）Boost动作判断法中，选择启动PV电压较低的1路Boost。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤1中通过处理器控制平台来采集所述逆变器MPPT输入模块的PV电压。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述处理器平台可为DSP、MCU或FPGA控制芯片。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中通过PV电压比较法进行输入类型判断。
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