CN104935010A - 光伏逆变器的输入过压启机控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电力技术领域，提供了一种光伏逆变器的输入过压启机控制方法及装置，所述方法包括如下步骤：检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态；当光伏逆变器处于故障状态或待机状态时，屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测；开启光伏逆变器。本发明提供的光伏逆变器的输入过压启机控制方法及装置，实现了光伏逆变器在输入PV电压高或者直流母线高故障也可以正常启动。

Description

光伏逆变器的输入过压启机控制方法及装置

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种光伏逆变器的输入过压启机控制方法及装置。

背景技术

现有的光伏并网发电***一般有集中式、组串式、微逆以及新兴的集散式等等技术方案，但无论哪种方案，其***中的PV电池阵列都是由各个小功率的PV电池板串联和或并联而成的。

随着光伏并网发电***高效率需求的提出，各光伏电站的设计纷纷提高了组串电压，增加PV电池板组串串联节数，这就意味着整个PV电池阵列开路电压的提高，而且由于PV电池电压的负温度特性，其在低温条件下的开路电压更高。

现有的光伏并网发电***中使用的功率开关管，如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，都是选择适应PV电池阵列的最大功率点工作电压，而不是开路电压。因此，当光伏并网发电***工作于稳态条件下，由于逆变器的直流母线与PV电池阵列直接相连，这使得直流母线会一直工作在小于PV电池阵列的开路电压。例如：对于1000Vdc开路电压的光伏并网发电***，一般PV电池阵列的最大功率点工作电压为开路电压的0.8倍，即稳态运行下直流母线电压不超过800Vdc，逆变器一般选用1200V耐压的IGBT，因此运行时设置的直流母线过压保护点在900Vdc左右。

综上所述，随着PV电池板串的数量增加，光伏并网发电***中逆变器的待机或未启动期间，PV电池阵列开路电压较高。而为了保护逆变器的功率开关管，光伏并网发电***设定的直流母线过压保护点都会较低，所以会导致由于输入直流电压高或者直流母线电压高而无法正常启动。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种光伏逆变器的输入过压启机控制方法及装置，解决由于光伏逆变器的输入直流电压高或者直流母线电压高而无法正常启动的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种光伏逆变器的输入过压启机控制方法，所述方法包括如下步骤：

检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态；

当光伏逆变器处于故障状态或待机状态时，屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测；

开启光伏逆变器。

进一步地，在执行所述开启光伏逆变器后，还包括：

恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

进一步地，在执行所述恢复光伏逆变器母线过压故障检测之前，还包括：

判断所述光伏逆变器的母线电压是否在预设的第一范围内，是则执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

进一步地，在执行所述恢复光伏逆变器母线过压故障检测之前，还包括：

判断是否完成预设延时，是则执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

进一步地，所述开启光伏逆变器具体包括：

检测所述光伏逆变器的直流母线电压；

当所述光伏逆变器的直流母线电压在预设的第二范围内时，判断是否有运行指令，若有，则执行逆变调制；否则继续检测直流母线电压；

判断所述光伏逆变器逆变电压是否与电网电压同频同相同幅，若是，则控制并网开关闭合，使所述光伏逆变器并网运行；否则继续检测直流母线电压。

本发明还提出一种光伏逆变器的输入过压启机控制装置，所述装置包括：

检测模块，用于检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态；

屏蔽模块，用于当光伏逆变器处于故障状态或待机状态时，屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测；

启机模块，用于开启光伏逆变器。

进一步地，所述装置还包括：

恢复检测模块，用于恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

进一步地，所述装置还包括：

第一判断模块，用于判断所述光伏逆变器的母线电压是否在预设的第一范围内，是则执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

进一步地，所述装置还包括：

第二判断模块，用于判断是否完成预设延时，是则执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

进一步地，所述启机模块具体包括：

检测单元，用于检测所述光伏逆变器的直流母线电压；

调制单元，用于当所述光伏逆变器的直流母线电压在预设的第二范围内时，判断是否有运行指令，若有，则执行逆变调制；否则返回检测单元继续检测直流母线电压；

并网单元，用于判断所述光伏逆变器逆变电压是否与电网电压同频同相同幅，若是，则控制并网开关闭合，使所述光伏逆变器并网运行；否则返回检测单元继续检测直流母线电压。

本发明实施例在光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态时，通过屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测，使得光伏逆变发电***能适应具有高开路电压(如接近1000Vdc)的PV阵列或DC电源，即使逆变***启动瞬间的高开路电压导致过压故障也可以正常开机；本发明实施例不需要选择更高额定电压的功率电子装置(IGBT)，不会因此提高***成本、传导损耗，降低***效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的光伏逆变器的输入过压启机控制方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的光伏逆变器的输入过压启机控制方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的光伏逆变器的输入过压启机控制方法中恢复过压检测的流程图；

图4是本发明实施例三提供的光伏逆变器的输入过压启机控制装置的结构图；

图5是本发明实施例三提供的光伏逆变器的输入过压启机控制装置中启机模块的结构图；

图6是本发明实施例四提供的光伏逆变器的输入过压启机控制装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本发明实施例一提出一种光伏逆变器的输入过压启机控制方法。如图1所示，本发明实施例一的方法包括如下步骤：

S1、检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态。光伏逆变器当前运行状态包括故障状态、待机状态和并网运行状态，故障状态指光伏逆变器由于故障而停机的状态，待机状态是指逆变器无故障、满足开机条件、等待开机命令的状态，并网运行状态是指光伏逆变器的交流并网开关闭合，正常并网发电的状态。

S2、当光伏逆变器处于故障状态或待机状态时，屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测，否则返回步骤S1继续检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态。

S3、开启光伏逆变器，具体包括：

检测光伏逆变器的直流母线电压；

当光伏逆变器的直流母线电压在预设的第二范围内时，判断是否有运行指令，若有，则执行下一步；否则继续检测直流母线电压；

光伏逆变器逆变调制；

判断光伏逆变器逆变电压是否与电网电压同频同相同幅，若是，则执行下一步；否则继续检测直流母线电压；

控制并网开关闭合，使光伏逆变器并网运行。

执行母线恒压运行或MPPT运行控制策略；

本发明实施例一的方法通过屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测，使得光伏逆变发电***能适应具有高开路电压(如接近1000Vdc)的PV阵列或DC电源，即使逆变***启动瞬间的高开路电压导致过压故障也可以正常开机；本发明实施例一不需要选择更高额定电压的功率电子装置(IGBT)，不会因此提高***成本、传导损耗，降低***效率。

实施例二

本发明实施例二提出一种光伏逆变器的输入过压启机控制方法，如图2所示，在执行本发明实施例一的步骤S3之后，还包括步骤：

S4：判断光伏逆变器的直流母线电压是否在预设的第一范围内，是则执行步骤S6；或，S5：判断是否完成预设延时，是则执行步骤S6；

S6、恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

本发明实施例二在光伏逆变器启机后恢复过压检测，实现过压保护。

如图3所示，为直流母线电压过压故障检测处理步骤，包括：

S11、母线电压模拟信号采样处理、过压状态信号处理；

S12、判断是否屏蔽直流母线电压过压故障检测，否则执行步骤S13，是则执行步骤S16；

S13、光伏逆变器过压故障检测处理，产生过压标志；

S14、判断光伏逆变器的直流母线电压是否过压；是则执行步骤S15，否则返回步骤S11；

S15、禁止PWM发波，触发故障并警示，结束流程。

S16、光伏逆变器禁止过压故障检测，清除过压标志，返回步骤S11。

实施例三

本发明实施例三提出一种光伏逆变器的输入过压启机控制装置，该装置可以是光伏逆变器，也可以是光伏逆变器内接或外置的一装置。如图4所示，本发明实施例三的装置包括：

检测模块10，用于检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态；

屏蔽模块20，用于当光伏逆变器处于故障状态或待机状态时，屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测；

启机模块30，用于开启光伏逆变器。

如图5所示，启机模块30具体包括：

检测单元31，用于检测所述光伏逆变器的直流母线电压；

调制单元32，用于当光伏逆变器的直流母线电压在预设的第二范围内时，判断是否有运行指令，若有，则执行逆变调制；否则返回检测单元31继续检测直流母线电压；

并网单元33，用于判断光伏逆变器逆变电压是否与电网电压同频同相同幅，若是，则控制并网开关闭合，使光伏逆变器并网运行；否则返回检测单元31继续检测直流母线电压。

具体地，本发明实施例二的装置工作原理如下：

检测模块10检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态。光伏逆变器当前运行状态包括故障状态、待机状态和并网运行状态，故障状态指光伏逆变器由于故障而停机的状态，待机状态是指逆变器无故障、满足开机条件、等待开机命令的状态，并网运行状态是指光伏逆变器的交流并网开关闭合，正常并网发电的状态。

当光伏逆变器处于故障状态或待机状态时，屏蔽模块20屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测，否则返回检测模块10继续检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态。

启机模块30开启光伏逆变器，具体包括：

检测单元31检测光伏逆变器的直流母线电压，当光伏逆变器的母线电压在预设的第二范围内时，调制单元32判断是否有运行指令，若无返回检测单元31继续检测直流母线电压。若有则执行逆变调制，并由并网单元33判断是否实现与电网同频同相同幅。若否则返回检测单元31继续检测直流母线电压，若是则并网接触器闭合，并网运行，执行恒压或MPPT。

本发明实施例二的装置通过屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测，使得光伏逆变发电***能适应具有高开路电压(如接近1000Vdc)的PV阵列或DC电源，即使逆变***启动瞬间的高开路电压导致过压故障也可以正常开机；本发明实施例一不需要选择更高额定电压的功率电子装置(IGBT)，不会因此提高***成本、传导损耗，降低***效率。

实施例四

本发明实施例四提出一种光伏逆变器的输入过压启机控制装置，如图6所示，在本发明实施例三的基础上，还包括：

第一判断模块40，用于判断光伏逆变器的母线电压是否在预设的第一范围内，是则由恢复检测模块50执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

第二判断模块50，用于判断是否完成预设延时，是则由恢复检测模块50执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

恢复检测模块60，用于恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

具体地，恢复检测模块60首先进行母线电压模拟信号采样处理、过压状态信号处理，然后判断是否使能母线电压的过压检测，否则禁止过压检测，清除过压标志，并返回进行母线电压模拟信号采样处理、过压状态信号处理。是则执行过压检测处理，产生过压标志，并继续判断光伏逆变器的母线电压是否过压。是则执行禁止PWM发波，触发故障并警示，否则返回进行母线电压模拟信号采样处理、过压状态信号处理。

本发明实施例四在光伏逆变器启机后恢复过压检测，实现过压保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏逆变器的输入过压启机控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态；

当光伏逆变器处于故障状态或待机状态时，屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测；

开启光伏逆变器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述开启光伏逆变器后，还包括：

恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在执行所述恢复光伏逆变器母线过压故障检测之前，还包括：

判断所述光伏逆变器的母线电压是否在预设的第一范围内，是则执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在执行所述恢复光伏逆变器母线过压故障检测之前，还包括：

判断是否完成预设延时，是则执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述开启光伏逆变器具体包括：

检测所述光伏逆变器的直流母线电压；

当所述光伏逆变器的直流母线电压在预设的第二范围内时，判断是否有运行指令，若有，则执行逆变调制；否则继续检测直流母线电压；

判断所述光伏逆变器逆变电压是否与电网电压同频同相同幅，若是，则控制并网开关闭合，使所述光伏逆变器并网运行；否则继续检测直流母线电压。

6.一种光伏逆变器的输入过压启机控制装置，其特征在于，所述装置包括：

检测模块，用于检测光伏逆变器是否处于故障状态或待机状态；

屏蔽模块，用于当光伏逆变器处于故障状态或待机状态时，屏蔽光伏逆变器母线过压故障检测；

启机模块，用于开启光伏逆变器。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

恢复检测模块，用于恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一判断模块，用于判断所述光伏逆变器的母线电压是否在预设的第一范围内，是则执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二判断模块，用于判断是否完成预设延时，是则执行恢复光伏逆变器母线过压故障检测。

10.如权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述启机模块具体包括：

检测单元，用于检测所述光伏逆变器的直流母线电压；

调制单元，用于当所述光伏逆变器的直流母线电压在预设的第二范围内时，判断是否有运行指令，若有，则执行逆变调制；否则返回检测单元继续检测直流母线电压；

并网单元，用于判断所述光伏逆变器逆变电压是否与电网电压同频同相同幅，若是，则控制并网开关闭合，使所述光伏逆变器并网运行；否则返回检测单元继续检测直流母线电压。