CN109301873B

CN109301873B - 一种光伏并网发电***

Info

Publication number: CN109301873B
Application number: CN201811419337.0A
Authority: CN
Inventors: 杨兴武; 黄玉辉; 符杨; 赵剑飞; 李豪; 向大为; 米阳; 于艾清
Original assignee: Shanghai University of Electric Power
Current assignee: Shanghai University of Electric Power
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2021-12-07
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: CN109301873A

Abstract

本发明公开了为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种光伏并网发电***，包括光伏阵列、汇流箱、换流器、蓄电池、逆变器、控制器以及变压器；所述光伏阵列将太阳能转化为电能输出，依次经过所述汇流箱、所述逆变器和所述变压器后接入交流电网；所述蓄电池连接所述换流器后并入所述汇流箱输出端；所述控制器与所述换流器和所述逆变器连接。本发明的有益效果：本发明提供的一种光伏并网发电***能够给用于光伏发电，且提供的逆变器能够检测定位故障，能够使得发电***更加稳定和提高安全性能。

Description

一种光伏并网发电***

技术领域

本发明涉及新能源并网发电控制领域，具体涉及一种光伏并网***。

背景技术

近年来，太阳能作为一种清洁环保的能源，受到人们的广泛关注，近20多年来，太阳能被广泛应用于各个场合。太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用光伏模块将光能转换为电能的发电形式，而且随着技术的不断进步，光伏发电可能是最具有发展前景的发电技术之一。

光伏并网发电***就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。光伏并网发电***有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电；也有分散式小型并网发电***，特别是光伏建筑一体化发电***，是并网发电的主流。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种光伏并网发电***用于光伏并网发电。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种光伏并网发电***，包括光伏阵列、汇流箱、换流器、蓄电池、逆变器、控制器以及变压器；所述光伏阵列将太阳能转化为电能输出，依次经过所述汇流箱、所述逆变器和所述变压器后接入交流电网；所述蓄电池连接所述换流器后并入所述汇流箱输出端；所述控制器与所述换流器和所述逆变器连接。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：还包括直流负载和交流负载；所述光伏阵列输出的直流电部分接入所述直流负载中使用，部分接入所述逆变器中变为交流电；所述逆变器输出的交流电经所述变压器换压分别接入交流负载和交流电网中。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：所述换流器与所述蓄电池连接后并联至所述汇流箱的输出端，其为DC/DC换流器；所述逆变器为DC/AC逆变器。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：所述控制器包括微处理器和信号采样电路，所述微处理器通过接收信号采样模块的信号并发出应对的控制信号，作用于所述换流器和所述逆变器，包括控制电路的开断，防止回流、过载以及短路。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：所述逆变器包括外壳和设置于逆变器内部的电子元件，所述外壳的侧面上还设置把手和端子柱，所述端子柱与内部的电子元件连接。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：所述逆变器内还包括承载板和压紧块；所述承载板的左右两端被所述外壳抵触架空，且区分为上、下两面，所述承载板上面通过所述压紧块与所述外壳限位。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：设置于所述承载板上方的电子元件还包括并网接触器、直流电源模块、功率模块、盖板以及变压模块；所述并网接触器与所述汇流箱接触接入电路，经所述直流电源模块接入所述功率模块中，最终由所述变压模块换压后输出为交流电；所述盖板设置于所述功率模块的顶部。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：设置于所述承载板下方的电子元件还包括滤波储能电容、交流滤波电容和端子排；所述滤波储能电容模块和所述交流滤波电容均能够将电能储存在电容中，且均设置于所述承载板的下方将其支撑；所述端子排设置于所述交流滤波电容的一侧。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：所述逆变器还包括设置于所述外壳上的面板；所述面板还包括指示灯、显示屏以及按键。

作为本发明所述的光伏并网发电***的一种优选方案，其中：所述功率模块还包括功率管模块和驱动模块；所述功率管模块与连接复合端子排、吸收电容相连接；所述驱动模块驱动所述功率管模块。

本发明的有益效果：本发明提供的一种光伏并网发电***能够给用于光伏发电，且提供的逆变器能够检测定位故障，能够使得发电***更加稳定和提高安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一种实施例所述光伏并网发电***的整体框架示意图；

图2为本发明第二种实施例所述光伏并网发电***中逆变器的整体示意图；

图3为本发明第二种实施例所述光伏并网发电***中逆变器去除上壳的结构示意图；

图4为本发明第二种实施例所述光伏并网发电***中逆变器去除盖板的结构示意图；

图5为本发明第二种实施例所述光伏并网发电***中逆变器背面的结构示意图；

图6为本发明第二种实施例所述光伏并网发电***中功率模块的结构示意图；

图7为本发明第三种实施例所述功率管开路故障的检测方法中IGBT结构层示意图；

图8为本发明第三种实施例所述功率管开路故障的检测方法中的三相桥拓扑示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1的示意，示意出了本发明提供的一种光伏并网发电***，该***包括光伏阵列100、汇流箱200、换流器300、蓄电池400、逆变器500、控制器600以及变压器800。具体的，光伏阵列100将太阳能转化为电能输出，依次经过汇流箱200、逆变器500和变压器800后接入交流电网；其中光伏阵列100即太阳能电池板是太阳能发电***中的核心部分，也是太阳能发电***中价值最高的部分，其作用是将太阳的辐射能转换为电能，或送往蓄电池中存储起来或使负载工作。

蓄电池400连接换流器300后并入汇流箱200输出端；控制器600与换流器300和逆变器500连接。蓄电池400一般指的是铅酸电池，在微小型***中，也可用镍氢电池、镍福电池或铿电池，其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电***所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC/AC逆变器。目前常用的光伏并网发电***具有两种结构形式，其不同之处在于是否带有蓄电池作为储能环节。

不带有蓄电池环节的光伏并网发电***称为不可调度式光伏并网发电***，在此***中并网逆变器将太阳能电池板产生的直流电能转化为和电网电压同频、同相的交流电能，当主电网断电时，***自动停止向电网供电。当有日照照射、光伏***所产生的交流电能超过负载所需时，多余的部分将送往电网；夜间当负载所需电能超过光伏***产生的交流电能时，电网自动向负载补充电能。

带有蓄电池环节的光伏并网发电***称为可调度式光伏并网发电***，由于此***中逆变器配有主开关和重要负载开关，使得***具有不间断电源的作用，可调度式光伏并网发电***在功能和性能方面较之不可调度式有若干扩展和提高，核心变流器一般由并网逆变器和蓄电池充电器两部分组成。其功能不仅是将太阳电池阵列产生的直流电能逆变后输向电网，同时还经DC/DC变换后向蓄电池充电；可调度***不仅能向电网馈送同频同相的正弦波电能，而且还充当功率调节器的作用，稳定电网电压、抵消有害的高次谐波分量从而提高电能质量。此外，大功率可调度式光伏并网发电装置可以根据运行需要自由确定并网电流的大小，这有益于电网调峰。电网负荷增加时，可以调度增加光伏并网发电装置的上网电流，有助于电网的运行质量。

进一步的，该***还包括直流负载700和交流负载900；光伏阵列100输出的直流电部分接入直流负载700中使用，部分接入逆变器500中变为交流电；逆变器500输出的交流电经变压器800换压分别接入交流负载900和交流电网中，且换流器300与蓄电池400连接后并联至汇流箱200的输出端，其为DC/DC换流器；逆变器500为DC/AC逆变器。本实施例中指的直流负载700和交流负载900，例如直流用电设备和交流用电设备。

进一步的，该***中的控制器600包括微处理器和信号采样电路，微处理器通过接收信号采样模块的信号并发出应对的控制信号，作用于换流器300和逆变器500，包括控制电路的开断，防止回流、过载以及短路。太阳能控制器的作用是控制整个***的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能，其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。例如微处理器采用现有存在的FPGA或PI控制环实现，其中PI调节器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。而FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。参照现有存在的FPGA采用了逻辑单元阵列LCA，其内部包括可配置逻辑模块、输入输出模块IOB和内部连线三个部分。现场可编程门阵列是可编程器件，与传统逻辑电路和门阵列，如PAL，GAL及CPLD器件相比，FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。进一步的，变压器800是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯或磁芯。由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈，可以变换交流电压、电流和阻抗。本实施例还需要说明的是，上述***中涉及的电子元器件可参考现有技术，采用的是电气***中的电气连接，当然必定包括电路完成连接的导线布设和连接，均属于本实施例隐含公开的部分，本领域技术人员能够结合公知常识实现。

实施例2

参照图2～6的示意，本实施例中提出一种逆变器应用于上述实施例的光伏并网发电***，该逆变器500包括设置于逆变器500上的外壳501、承载板502、压紧块503、并网接触器504、直流电源模块505、功率模块506、盖板507、变压模块508、滤波储能电容509、交流滤波电容510、端子排511和面板512。具体的，六面设置的外壳501能够构成逆变器500的容纳空间，电子元件设置于逆变器500内部，外壳501的侧面上还设置把手501a和端子柱501b，端子柱501b与内部的电子元件连接，把手501a用于用户对逆变器500的使用，而端子柱501b用于电能的输出或者接入，此处可以合理的设置，输出和输入端口不受限制。承载板502的左右两端被外壳501抵触架空，且区分为上、下两面，承载板502上面通过压紧块503与外壳501限位，承载板502为线路板，其上设置微电路，具有线路板具有的一般功能。不难理解的是，承载板502分为正面和背面，二面之间通过电路板上烧焊制的电路实现连通，因此设置于承载板502正面和背面的元器件能够电气连接构成要求的电路。进一步的，设置于承载板502上方的电子元件还包括并网接触器504、直流电源模块505、功率模块506、盖板507以及变压模块508，并网接触器504与汇流箱200接触接入电路，经直流电源模块505接入功率模块506中，最终由变压模块508换压后输出为交流电；盖板507设置于功率模块506的顶部。盖板507上方与壳抵触，下方与功率模块506抵触，将功率模块506上下限位。再进一步的，本实施例中设置于承载板502下方的电子元件还包括滤波储能电容509、交流滤波电容510和端子排511；滤波储能电容模块509和交流滤波电容510均能够将电能储存在电容中，且均设置于承载板502的下方将其支撑；端子排511设置于交流滤波电容510的一侧。滤波电容是指安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件，在直流输电***中，为了滤除直流控制***产生的谐波以避免对交流输电***带来不良影响，同时补偿直流控制***消耗的无功功率，在直流***运行过程中必须投入一定数量的交流滤波器。交流滤波器由电容、电抗和电阻串并联组成。端子排511用于元件间的连接。逆变器500还包括设置于外壳501上的面板512；面板512还包括指示灯、显示屏以及按键。本实施例中，功率模块506还包括功率管模块506a和驱动模块506b；功率管模块506a与连接复合端子排506c、吸收电容506d相连接；驱动模块506b驱动功率管模块506a。例如驱动可以采用1SC2060P2Ax-17，其是PI公司推出的一款单通道高功率高频SCALE-2驱动内核，它采用新开发的平面变压器技术，在功率密度、抗噪和可靠性方面实现了一个真正的飞跃。这款高性能的SCALE-2驱动核主要针对驱动高功率单通道IGBT模块和MOSFET模块设计，具备隔离的DC/DC电源、短路保护、高级有源钳位和电源电压监测功能。吸收电容506d在电路中起的作用类似于低通滤波器，可以吸收掉尖峰电压。通常用在有绝缘栅双极型晶体管，消除由于母排的杂散电感引起的尖峰电压，避免绝缘栅双极型晶体管的损坏。本实施例需要说明的是，功率模块506为电路板，但本领域人员不难发现，其上并不局限于上述的电子元件，应当包括满足一个完整电路板上的元件连接和其他电路保护元件，例如断路器、焊设的线路、引脚端口等，此处可参照现有电路板的布设，属于隐含公开内容，不作详细说明。

实施例3

基于上述实施例提出的应用于光伏并网发电***中的换流器300、逆变器500，本实施例提出一种功率管开路故障检测方法来检测定位故障。具体的，电压源换流器由具有关断能力的器件，例如绝缘栅双极晶体管IGBT组成的换流器。换流器是由单个或多个换流桥组成的进行交、直流转换的设备，换流器可以分为两类：整流器和逆变器，其中整流器是将交流电转换为直流电，而逆变器是将直流电转换为交流电。同时换流器也是一种变频器，可以将交流电从一个频率变为另一个频率的交流电，转换过程是通过频率改变来完成的。因此也被称为变频器。因此不难理解的是，对于上述光伏并网发电***中的换流器300与逆变器500实际原理相同，区别仅在于二者在电路中作用不同。

全球光伏发电产业增长迅猛，产业规模不断扩大，我国光伏发电产业也得到迅速发展。作为光伏并网控制的核心，换流器起着关键的控制作用，一旦开路发生故障，会产生大量谐波，影响三相平衡，降低输出功率等，而换流器中的IGBT模块又是出故障的主要器件，此处所指的IGBT模块可以理解为上述实施例中逆变器500中的功率模块506，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有高输入阻抗和低导通压降两方面的优点。而IGBT开路故障一方面是由于过流烧毁导致开路，另一方面是由于接线不良、驱动断线等原因导致的驱动信号开路。换流器开路故障的影响具有潜伏性，会对设备造成损害，换流器中的IGBT模块是出故障已经做了大量的研究，提出了很的主要器件之一，围绕换流桥功率管故障的检测方法，国内外的学者、专家就多的开路故障的检测方法。其中实用且简单有效的方法莫过于三相平均电流法、平均电流park矢量法、基于傅里叶的归一化法。直接三相平均电流法是直接计算三相电流每个周期的平均值，通过比较三相电流平均值与设定阈值的大小，判断是否发生故障。这种种方法是最为直接的，但是抗干扰能力差，在负荷较小时故障不好确定。平均电流park矢量法相比于直接平均直接电流法，省去了不必要的环节，诊断速度更快，但抗干扰能力仍然有限。基于傅里叶变换的归一化法首先对各相电流，进行傅里叶变换，最后取其基波分量和直流分量进行归一化处理，通过比较归一化的值，进行故障的诊断和定位。这种方法能够有效地消除噪声干扰，但只能判断单管的故障。鉴于上述现有存在的问题。

本实施例提出一种功率管开路故障检测方法，参照7的示意，为IGBT结构层示意图，该IGBT结构与逆变器500中的功率模块506相对应。需要说明的是，图中IGBT结构示意图仅为原理示意图，不能代表实际结构，而逆变器500中的功率模块506为实际成型后的产品示意图，如图7中的示意，原理结构包括铜母线、母线焊料层、铝线、芯片、芯片焊料、A1N、Cu层、基片以及铜底板，且该功率管开路故障检测方法依托于此处的芯片实现，此处芯片对应的是上述实施例的驱动模块506b，实际产品图中由芯片焊料焊接，根据检测信号进行功率管的开路故障检测，且功率管模块506a包括IGBT阀。而对于铝线、铜母线以及母线焊料层等，在实际图中虽未示出，但本领域技术人员很容易想到其具体在电路板上的设置方式。

参照图8的示意，还包括以下步骤：归一法只关注电流的直流分量和基波分量，能够有效地减少噪声带来的影响。基于傅里叶变换的归一化法原理计算式如下：

其中式(1-1)计算的是全周傅里叶变换各次波形的实部分量，i_j(n)是各相电流一个周波第n个点的采样值，k表示各次谐波的次数，取值为0，1，3，5，7...；式(1-2)计算的是全周傅里叶变换各次波形的虚部分量，当中的取值与(1-1)类似；式(1-3)计算的是各相电流直流分量与基波分量的比值，a_j·0表示的是各相电流的直流分量，a_j·1表示的是各相电流的基波分量的实部，b_j·1表示的是各相电流基波分量的虚部。

该方法的实现关键在于归一法的判断，h_j是归一化的值，表示的是直流分量与基波分量的比值。在理想的运行情况下，电流的波形接近于正弦波，经过傅里叶变换，直流分量为0；在噪声干扰的情况下，电流的波形会有一个突变，因此经过傅里叶变换会有直流分量的出现，但此时虽有干扰一个周期的波形仍是完整的就会使基波分量很大，大过直流分量；在一个IGBT阀故障时，电流在一个完整周期内的可能会缺失半个周期的波形，这样就会使直流分量大于基波分量，从而与干扰情况下的值区分。据此可以定出归一化的判据，这里以a相桥臂一个开关为例。实际运行中，在正常情况下电流可能会受到干扰直流分量不为零，但归一化的值大小只会小于1，因此可以假设一个值P和一个函数f_a·1，用P表示a相电流的归一化绝对值|h_a|，用于判断故障是否发生的条件。如果P的值大于1，则函数f_a·1＝1，否则函数f_a·1＝0。此外，还需要故障定位，所以可以假定另一个值Q和函数f_a·2，用Q表示a相电流傅里叶变换的归一化值。由于上下开关故障时电流波形的缺失部分是互补的，因此电流傅里叶的归一化值也有正负关系，与换流器所处的运行状态有关。如果Q值大于0，则函数f_a·2＝1，否则函数f_a·2＝1。表示形式如下式。

见下表1为换流器整流状态时故障定位表，开关故障判断和定位情况如表所示：

故障开关	f<sub>a·1</sub>	f<sub>b·1</sub>	f<sub>c·1</sub>	f<sub>a·2</sub>	f<sub>b·2</sub>	f<sub>c·2</sub>
							T1	1			1
T2		1			1
							T3			1			1
T4	1			0
							T5		1			0
T6			1			0

在正常情况下，单个IGBT阀的故障几率很高，但是多个管故障的情况比较少见，除非***参数发生大的变动或者大的事故发生。虽然发生的几率小，但仍有发生概率，因此光伏并网发电***的多目标的开路故障检测研究仍有价值。对于直接平均电流法和平均电流park矢量法，通过改进也能够实现多目标的故障判断，但是判断环节很多，过程很复杂且抗干扰是个问题。归一法能够分相独立操作，能够简化检测判断结果。

光伏并网发电***换流器或逆变器的多目标故障有很多的情况，需根据各种具体的情况制定合适检测判别标准。前面已经分析了归一法对于单个开关故障的判别标准，针对的是故障臂对应相电流，因此利用归一法的独立判据同时对每相电流进行侦测就可诊断多管故障了。

下面对具体各种开关的故障进行分析，首先将f_(a·1)、f_(b·1)、f_(c·1)、f_(a·2)、f_(b·2)、f_(c·2)设置成6为代码。首先是前三位代码为000，则需增加一步附加判断，因为如果同臂上下开关都发生开路故障，判据中f_(a·1)、f_(b·1)、f_(c·1)仍为0，此时增加一个交流电流判据。如果有哪相交流电流为0，则不经过代码直接定该相上下开关故障，如果是多相电流同样直接判断多相上下开关故障的定论。经过附加电流判断后，见下表2为多目标开关管故障的判断依据。

这样只用判断根据故障归一法代码就可以进行两个和三个开关的故障判断和开关管定位了。如果发生特别严重的故障如4个甚至5个开关管的开路故障，则应先通过电流来判断哪一相或两相全臂故障，在通过归一法代码来定位其他相的开关管的故障情况。如果发生最严重故障，三相电流全部丢失，则所有IGBT阀发生开路故障。

与现有技术相比，该方法具有以下优点：抗干扰能力强：这种方法能明显的区分出干扰情况下与故障情况下的检测值，抗干扰能力优于直接平均电流法和平均电流park矢量法，在应用中更加实用；故障判别更有效：使用新的判据来判断故障和定位开关管不存在局限性，新判据能针对两个及两个以上的IGBT阀的开路故障；易于实现：本发明的控制方法仅需要测量电流和电压，无需过多的硬件及检测设备，大大节约了硬件成本，判别方法简单易实现。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种光伏并网发电***，其特征在于：包括光伏阵列(100)、汇流箱(200)、换流器(300)、蓄电池(400)、逆变器(500)、控制器(600)以及变压器(800)；

所述光伏阵列(100)将太阳能转化为电能输出，依次经过所述汇流箱(200)、所述逆变器(500)和所述变压器(800)后接入交流电网；所述蓄电池(400)连接所述换流器(300)后并入所述汇流箱(200)输出端；所述控制器(600)与所述换流器(300)和所述逆变器(500)连接；

直流负载(700)，所述光伏阵列(100)输出的直流电部分接入所述直流负载(700)中使用，部分接入所述逆变器(500)中变为交流电；

所述逆变器(500)包括外壳(501)和设置于逆变器(500)内部的电子元件，所述外壳(501)的侧面上还设置把手(501a)和端子柱(501b)，所述端子柱(501b)与内部的电子元件连接，所述逆变器(500)内还包括承载板(502)和压紧块(503)；设置于所述承载板(502)上方的电子元件还包括并网接触器(504)、直流电源模块(505)、功率模块(506)、盖板(507)以及变压模块(508)；

所述换流器(300)包括6个换流桥，所述6个换流桥的开关状态为f_(a〃1)、f_(b〃1)、f_(c〃1)、f_(a〃2)、f_(b〃2)、f_(c〃2)，设置成6位代码，前三位代码为000，则需增加一步附加判断，因为如果同臂上下开关都发生开路故障，判据中f_(a〃1)、f_(b〃1)、f_(c〃1)仍为0，此时增加一个交流电流判据，如果有哪相交流电流为0，则不经过代码直接定该相上下开关故障，如果是多相电流同样直接判断多相上下开关故障的定论。

2.如权利要求1所述的光伏并网发电***，其特征在于：还包括交流负载(900)，所述逆变器(500)输出的交流电经所述变压器(800)换压分别接入交流负载(900)和交流电网中。

3.如权利要求1或2所述的光伏并网发电***，其特征在于：所述换流器(300)与所述蓄电池(400)连接后并联至所述汇流箱(200)的输出端，其为DC/DC换流器；所述逆变器(500)为DC/AC逆变器。

4.如权利要求3所述的光伏并网发电***，其特征在于：所述控制器(600)包括微处理器和信号采样电路，所述微处理器通过接收信号采样模块的信号并发出应对的控制信号，作用于所述换流器(300)和所述逆变器(500)，包括控制电路的开断，防止回流、过载以及短路。

5.如权利要求4所述的光伏并网发电***，其特征在于：

所述承载板(502)的左右两端被所述外壳(501)抵触架空，且区分为上、下两面，所述承载板(502)上面通过所述压紧块(503)与所述外壳(501)限位。

6.如权利要求5所述的光伏并网发电***，其特征在于：

所述并网接触器(504)与所述汇流箱(200)接触接入电路，经所述直流电源模块(505)接入所述功率模块(506)中，最终由所述变压模块(508)换压后输出为交流电；所述盖板(507)设置于所述功率模块(506)的顶部。

7.如权利要求6所述的光伏并网发电***，其特征在于：设置于所述承载板(502)下方的电子元件还包括滤波储能电容(509)、交流滤波电容(510)和端子排(511)；

所述滤波储能电容(509)和所述交流滤波电容(510)均能够将电能储存在电容中，且均设置于所述承载板(502)的下方将其支撑；所述端子排(511)设置于所述交流滤波电容(510)的一侧。

8.如权利要求5～7任一所述的光伏并网发电***，其特征在于：所述逆变器(500)还包括设置于所述外壳(501)上的面板(512)；所述面板(512)还包括指示灯、显示屏以及按键。

9.如权利要求6所述的光伏并网发电***，其特征在于：所述功率模块(506)还包括功率管模块(506a)和驱动模块(506b)；所述功率管模块(506a)与连接复合端子排(506c)、吸收电容(506d)相连接；所述驱动模块(506b)驱动所述功率管模块(506a)。