CN115242072B - 一种降低逆变管应力的方法、装置及逆变器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及储能逆变的技术领域,主要提供一种降低逆变管应力的方法、装置及逆变器。通过获取逆变管的第一逆变电流、降载电压和第一母线电压,然后在第一母线电压大于降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流,接着根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流;将所述保护电流转换成保护电压,并通过芯片内部比较器比较所述模拟电压与所述保护电压的大小,最后在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力。通过上述方式来降低逆变管的应力,不需要一直触发硬件的极限,从而在降低硬件的损耗和成本的同时,降低了开发周期。

Description

一种降低逆变管应力的方法、装置及逆变器
技术领域
本发明涉及储能逆变的技术领域,尤其涉及一种降低逆变管应力的方法、装置及逆变器。
背景技术
在普遍应用的单相两级并网逆变器中,前级为直流电路部分,后级为逆变电路部分,中间是直流。前级负责跟踪光伏电池板的最大功率和调节电池端的功率的大小,并将能量汇入直流母线中,后级将母线的能量逆变成与电网同频同相的电流,进入电网。而在逆变器的工作过程中,若发生市电短路、市电电压突变等情况时,由于所述逆变器内部参数处于极限设计状态,需要对所述逆变器的保护阈值进行调整,以保证逆变管的应力在正常范围内,从而避免了所述逆变器出现过压损坏或过流损坏的情况。
现有技术中,通常是通过固定触发逐波限流的保护点,在电流超过保护点时,直接通过触发硬件应力的极限来保证逆变管的应力在正常范围内,而通过该方式来避免超过应力范围,不仅会增加对硬件设备的损坏,降低设备的使用寿命,还增加硬件开发的成本。
发明内容
本发明实施例主要提供一种降低逆变管应力的方法、装置及逆变器,旨在解决现有技术中降低逆变管应力时硬件损耗大、成本大、开发周期长的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的一个技术方案是:提供一种降低逆变管应力的方法,应用于逆变器,所述方法包括:获取逆变管的第一逆变电流;获取所述逆变管的降载电压和第一母线电压,在所述第一母线电压大于所述降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流;根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流;将所述保护电流转换成保护电压,并比较所述模拟电压与所述保护电压的大小在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力;其中,所述获取所述逆变管的降载电压,包括:获取所述逆变管的安全电压;基于所述安全电压控制所述逆变器满载运行,并实时追踪所述逆变器的最大功率;获取所述逆变器的最大功率时所对应的第二母线电压和第三逆变电流;根据所述第二母线电压和所述第三逆变电流获取所述逆变管的应力;根据所述第三逆变电流获取所述逆变管的应力尖峰;获取所述应力与所述应力尖峰的差,并将所述差设置为所述逆变管的降载电压。
可选的,所述逆变器还包括传感器,所述根据所述第二逆变电流获取模拟电压,包括:获取所述逆变管的第二逆变电流,并将所述第二逆变电流通过所述传感器转化成逆变电压;获取所述传感器输出的基准电压;将所述逆变电压与所述基准电压进行比较,以获取所述逆变器的模拟电压。
可选的,所述根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流,包括:
根据所述降载电压和所述第一母线电压,获取保护电流的斜率;获取所述第一母线电压和所述降载电压的差值;根据所述差值、所述第三逆变电流和所述斜率,计算所述逆变管的保护电流。
可选的,所述触发所述逆变管逐波限流,包括:获取所述逆变管正常工作时的占空比;获取所述模拟电压与所述保护电压的比较结果;当所述模拟电压小于所述保护电压时,维持所述逆变管的占空比,并实时获取所述逆变管的逆变电流;当所述模拟电压大于所述保护电压时,调节所述逆变管的占空比,以降低所述逆变管的第二逆变电流。
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的另一个技术方案是:提供一种降低逆变管应力的装置,应用于逆变器,所述装置包括:电流采样模块,用于获取逆变管的第一逆变电流;过压降载模块,用于获取所述逆变管的降载电压和第一母线电压,在所述第一母线电压大于所述降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流;获取模块,用于根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流;比较模块,用于将所述保护电流转换成保护电压,并比较所述模拟电压与所述保护电压的大小;逐波限流模块,用于在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力;其中,所述过压降载模块具体用于:获取所述逆变管的安全电压;基于所述安全电压控制所述逆变器满载运行,并实时追踪所述逆变器的最大功率;获取所述逆变器的最大功率时所对应的第二母线电压和第三逆变电流;根据所述第二母线电压和所述第三逆变电流获取所述逆变管的第一应力;根据所述第三逆变电流获取所述逆变管的应力尖峰;获取所述第一应力与所述应力尖峰的差,并将所述差设置为所述逆变管的降载电压。
可选的,所述逆变器还包括传感器,所述获取模块具体用于:获取所述逆变管的第二逆变电流,并将所述第二逆变电流通过所述传感器转化成逆变电压;获取所述传感器输出的基准电压;将所述逆变电压与所述基准电压进行比较,以获取所述逆变器的模拟电压。
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的又一个技术方案是:提供一种逆变器,所述逆变器包括:控制器;直流电路;逆变电路;以及将所述直流电路与所述逆变器相连接的直流母线;其中,所述控制器包括至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法。
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的又一个技术方案是:提供一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使逆变器执行如上所述的方法。
区别于相关技术的情况,本发明实施例提供一种降低逆变管应力的方法、装置及逆变器,主要是通过获取逆变管的第一逆变电流、降载电压和第一母线电压,然后在所述第一母线电压大于所述降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流,接着根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流;将所述保护电流转换成保护电压,并比较所述模拟电压与所述保护电压的大小,最后在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力。通过上述方式来降低逆变管的应力,不需要一直触发硬件的极限,从而在降低硬件的损耗和成本的同时,降低了开发周期。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种应用场景;
图2是本发明实施例提供的一种逆变器的结构框图;
图3是本发明实施例提供的一种降低逆变管应力的方法的流程图;
图4是本发明实施例中逆变器的最大功率点的曲线图;
图5a是本发明实施例提供的一种逆变电流与应力尖峰之间的曲线关系图;
图5b是本发明实施例提供的一种逆变电流与应力之间的曲线关系图;
图6是本实施例提供的一种降载曲线、CBC保护曲线与充电功率之间的曲线图;
图7是本发明实施例提供的一种降低逆变管应力的装置的结构框图。
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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,如果不冲突,本发明实施例中的各个特征可以相互组合,均在本发明的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置示意图中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1,图1是本发明实施例提供的一种应用场景,该应用场景包括逆变器100、光伏板200和电网300,所述逆变器100分别与所述光伏板200和电网300连接,所述光伏板200用于获取太阳能,并将所述太阳能存储起来,所述逆变器100用于获取所述光伏板200存储的太阳能,并将所述太阳能转化为交流电,然后输出至所述电网300中,从而实现将太阳能转换为电能。
其中,请参阅图2,图2是本发明实施例提供的一种逆变器的结构框图,如图2所示,所述逆变器100包括直流电路10、逆变电路20和控制器30。所述逆变电路20与所述直流电路10通过直流母线连接,所述控制器30分别与所述直流电路10和所述逆变电路20连接。所述直流电路10通过获取所述太阳能,并将所述太阳能转为直流电,所述直流电通过所述直流母线输入至所述逆变电路20,然后通过所述逆变电路20将所述直流电逆变为交流电,最后输出至所述电网300中。所述控制器30用于控制所述逆变电路20和所述直流电路10的工作,并实时获取所述直流电路10输出的电压及电流,然后判断所述直流电路10输出的电压及电流的和是否超过所述逆变电路20的承受范围,若超过所述逆变电路20的承受范围,则降低所述直流电路10的输出电流,从而避免所述逆变电路20损坏。具体的,所述逆变电路20包括逆变管,所述逆变管将所述直流电逆变为交流电,但在所述逆变电路工作的过程中,需要保证所述逆变管承受的应力不超标,其中,所述逆变管的应力指的是所述逆变管关断时的最大电压。所述逆变管所承受的应力包括直流母线上的电压和充电电流,其中,所述逆变电路20的充电电流即为所述直流电路10的输出电流。当所述直流母线上的电压和所述充电电流的和大于所述逆变管关断时的最大电压时,会导致所述逆变管损坏,从而导致逆变电路20出现问题。因此,在逆变器100工作的过程中,需要保证所述直流电路10输出的电压和电流的和不超过所述逆变电路20中逆变管的应力,从而保证逆变器的正常工作。
在一些实施例中,所述控制器30可以是微处理芯片,优选的,所述微处理芯片可以为DSP控制芯片。例如,型号为TMS320F280049的微处理芯片。在所述逆变器100工作时,需要实时获取所述逆变器100的母线电压及充电电流,以确保所述逆变器100所承受的应力在逆变管的应力范围内,从而保护所述逆变管。具体的,实时采集所述直流电路10输出电流信号。然后通过外部传感器将所述电流信号转化为电压信号,其中,所述外部传感器可以是电压输出式传感器,通过将采集的电流输入所述外部传感器中,在所述外部传感器内经过一定比例的转换后输出电压信号。此时,由于所述直流电路10输出的电流信号为正弦波模拟信号,故所述电流信号有正有负,而将所述电流信号经所述外部传感器转化为电压信号后,所述电压信号也包括正电压信号和负电压信号。而对于所述电压信号的确定,可以通过获取所述外部传感器的基准电压,并将所述基准电压与所述电压信号进行比较,从而可以确定所述电压信号是为正电压信号还是负电压信号。其中,当所述电压信号大于所述基准电压时,所述电压信号为正电压信号,当所述电压信号小于所述基准电压时,所述电压信号为负电压信号。接着将所述电压信号输入至所述微处理芯片的ADC(模数转换)口,以将所述电压信号由模拟信号转化为数字信号,其中,所述电压信号包括正弦波模拟信号,将所述正弦波模拟电压信号通过所述模数转换口转换后,可以得到矩形波数字信号,接着将所述矩形波数字信号输入至所述微处理芯片内部的比较器负端。进一步的,通过所述微处理芯片获取所述母线上的最大母线电压,并基于所述最大母线电压获取降载电压。再实时获取当前的母线电压,判断所述母线电压是否大于所述降载电压,若所述母线电压大于所述降载电压,则通过所述微处理芯片来降低所述逆变器100上的功率,从而降低所述电流信号,从而确保所述逆变管所承受的应力在所述逆变管的应力范围内。接着再获取所述逆变器的保护电流,并将所述保护电流转化为保护电压,最后将所述保护电压输入至所述微处理器内部比较器的正端。其中,所述微处理芯片内部包括至少两个比较器,通过将所述正电压信号和负电压信号分别输入不同的比较器,从而可以对所述电流信号的上下限进行设置。然后获取所述电压信号与所述保护电压的比较结果,并将所述比较结果送入微处理芯片中的处理模块上,所述处理模块基于所述比较结果,生成波形信号,并将所述波形信号送入所述微处理芯片中的寄存器,以拉低所述寄存器的驱动,从而使得所述寄存器对应的逆变管的电流信号下降,从而降低逆变管的应力,保护所述逆变管不被损坏。
其中,如图2所示,所述控制器30包括至少一个处理器31;所述至少一个处理器31通信连接的存储器32。
其中,所述存储器存32储有可被所述至少一个处理器31执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器31执行,以使所述至少一个处理器31能够执行下述降低逆变管应力的方法。
存储器32作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的降低逆变管应力的方法对应的程序指令/模块。处理器31通过运行存储在存储器32中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行控制器30的各种功能应用以及数据处理,即实现下述方法实施例中降低逆变管应力的方法。
存储器32可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序。此外,存储器32可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器。例如,包括至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器32可选包括相对于处理器31远程设置的存储器。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器32中,当被所述一个或者多个处理器31执行时,执行上述任意方法实施例中的降低逆变管应力的方法,例如,执行以下描述的图3中的方法步骤。
上述控制器30可执行本发明实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块。未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的方法。
请参阅图3,图3是本发明实施例提供的一种降低逆变管应力的方法的流程图,如图3所示,所述方法包括:
S11、获取逆变管的第一逆变电流。
在所述逆变器工作的过程中,获取所述逆变管的第一逆变电流的方式有很多。例如,可以通过所述控制器采集所述直流电路的输出电流,也即,所述逆变器的逆变电流。又例如,当所述逆变器包括采样模块时,可以通过所述采样模块来获取所述第一逆变电流。
S12、获取所述逆变管的降载电压和第一母线电压,在所述第一母线电压大于所述降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流。
在所述逆变器工作时,实时获取所述逆变器的第一母线电压和降载电压,然后将当前逆变器的第一母线电压与所述降载电压进行比较,以判断所述第一母线电压是否大于所述降载电压。当所述第一母线电压大于所述降载电压时,若所述逆变器出现在突加负载的情况时,所述逆变器的第一逆变电流会突然变得很大,使得所述逆变管所承受的应力超过所述逆变管的应力,从而导致所述逆变管出现损坏。故在所述第一母线电压大于所述降载电压时,为了防止逆变器的逆变电流突然增大,导致逆变管所承受的应力超过逆变管的应力,需要降低所述逆变管的功率,从而降低所述逆变管的第一逆变电流,进而确保所述逆变管所承受的应力在逆变管的应力范围内。基于上述方法,在提高所述逆变管的使用寿命的同时,降低了硬件的成本。
所述降载电压用于当所述母线电压和逆变电流的和超过所述逆变管的应力时,通过降低调节输出占空比的方式来降低逆变器的功率,从而实现在保护硬件的同时,降低逆变管所承受的应力。具体的,首先获取所述逆变管的安全电压,所述安全电压指的是在所述安全电压内,所述逆变管能够正常工作,一旦超过所述安全电压,所述逆变管可能会出现击穿等情况,从而造成所述逆变管的损坏。基于所述安全电压,控制所述逆变器满载运行,也即,在不超过所述安全电压的情况下,使所述逆变器的输出为最优。例如,所述逆变器工作电压为500V,所述逆变管的安全电压为650V,此时,若将逆变器功率上升到满载功率后,逆变器的电压为500V左右,则认为所述逆变器在不超过安全电压的情况下满载运行。在所述逆变器满载运行时,实时追踪所述逆变器的输出最大功率,也即,控制所述逆变器的MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率点跟踪)能够正常的往左追踪。请参阅图4,图4是本发明实施例中逆变器的最大功率点的曲线图。如图4所示,当所述逆变器满载运行时,所述MPPT能够正常从右往左追踪,此时,逆变器的母线电压在不断减小,输出功率在不断增大,当所述输出功率为最大时,所述逆变器的母线电压为500V左右,也即,当所述逆变器的母线电压为500V左右时,所述逆变器的输出功率为最大功率。接着基于所述逆变器的最大功率点获取对应的第二母线电压和第三逆变电流,此时,由于所述逆变器的功率最大,所述第二母线电压和所述第三逆变电流也为所述逆变器的降载点母线电压和最大电流。然后基于所述第二母线电压和所述第三逆变电流获取所述逆变管的最大应力,其中,当所述逆变器工作时,所述逆变器的最大应力为降载点母线电压与所述最大电流导致的应力尖峰相加,也即,通过获取所述第三逆变电流所对应的应力电压尖峰,并计算所述应力电压尖峰和所述第二母线电压的和,即可获取所述逆变器的最大应力。此时,将所述逆变器的最大应力减去最大应力尖峰,即可得到所述逆变管的降载电压。
在一些实施例中,请参阅图5a,图5a是本发明实施例提供的一种逆变电流与应力尖峰之间的曲线关系图,如图5a所示,横轴为所述逆变管的充电电流,也即所述逆变管的逆变电流;纵轴为所述逆变管的应力电压尖峰,根据图5a即可得知所述逆变电流与所述应力电压尖峰之间的关系。基于所述应力电压尖峰和母线电压,即可得知所述逆变管的应力,优选的,当所述母线电压为500V时,基于所述应力电压尖峰的曲线图,即可获得所述逆变管的充电电流与应力的曲线关系,如图5b所示,其中,横轴代表所述逆变管的充电电流,纵轴代表所述逆变管的应力。
S13、根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流。
在所述第一母线电压大于所述降载电压时,通过降低所述逆变管的功率,来降低所述第一逆变电流后,获取功率降低后的所述第二逆变电流,其中,所述第二逆变电流小于所述第一逆变电流。然后将所述第二逆变电流通过所述传感器来得到逆变电压,由于所述逆变电压是根据所述逆变电流转化而来,而所述直流电路输出的逆变电流的波形为正弦波,即所述电流包括正半轴的正电流和负半轴的负电流,故在获取所述模拟电压时,需要可以根据模拟电压的数值即可得知所述模拟电压所对应的逆变电流为正半轴还是负半轴。具体的,获取所述传感器输出的基准电压,然后将所述逆变电压与所述基准电压进行比较,从而可以获取所述模拟电压。其中,当所述模拟电压的值大于所述基准电压,则认为所述模拟电压对应的逆变电流为正半轴,当所述模拟电压的值小于所述基准电压,则认为所述模拟电压对应的逆变电流为负半轴。
进一步的,获取所述第一母线电压所对应的最大电流,以及最大母线电压所对应的最小电流,然后基于所述第一母线电压、最大电流和最大母线电压和最小电流,计算出保护电流的斜率。其中,所述最大电流为所述第三逆变电流,所述最大母线电压为第二母线电压。接着计算所述第一母线电压和所述降载电压之间的差值,并获取所述差值与所述斜率的乘积。其中,由于逆变电流包括正、负电流,故所述第三逆变电流也可以为正最大电流和负最大电流,基于此,可以根据所述正最大电流和负最大电流来计算所述逆变器的上下限保护点。具体的,根据所述传感器,获取所述第三逆变电流的增益值,并基于所述增益值,将所述第三逆变电流转化成相应的数字值,然后将所述正第三逆变电流所转化的数字值减去所述乘积,即可获得所述逆变器的上限保护点;将所述负第三逆变电流所转化的数字值加上所述乘积,从而获得所述逆变器的下限保护点。基于所述上限保护点和所述下限保护点,即可得知所述逆变器的保护电流。
S14、将所述保护电流转换成保护电压,并比较所述模拟电压与所述保护电压的大小。
在获取到所述保护电流后,将所述保护电流通过所述传感器转化为保护电压,然后将所述保护电压与所述模拟电压进行比较,从而判断所述模拟电压与所述保护电压的大小。
S15、在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力。
所述逐波限流指的是在所述逆变器的工作过程中,实时监控所述逆变管的逆变电流,一旦所述逆变电流超过所述保护电流,则在当前周期内立即关闭所述逆变管的驱动,直到下个周期再自动使能驱动,若在下个周期内逆变电流还是大于所述保护电流,则继续关闭所述逆变器的驱动,从而实现保护所述逆变管。具体的,获取所述逆变管正常工作时的占空比,其中,所述逆变器是由所述占空比来控制工作的,当所述控制器输出矩形波时,所述逆变器开始工作,所述控制器通过调节所述波形的占空比,从而调节所述逆变器的输出,进而使所述逆变器正常工作。当所述模拟电压小于所述保护电压时,控制器维持所述逆变器的占空比不变,并基于所述正常工作的逆变器实时获取所述逆变器的逆变电流;当所述模拟电压大于所述保护电压时,基于所述比较结果,调节所述占空比,使得所述逆变管的逆变电流降低,从而降低逆变管的应力。
在一些实施例中,请参阅图6,图6是本实施例提供的一种降载曲线、CBC保护曲线与充电功率之间的曲线图。具体的,根据图4可知,当所述逆变管的母线电压在500V左右时,所述逆变器的功率为最大功率,此时,所述母线电压为最大母线电压,基于所述最大母线电压,即可获取所述逆变管的降载电压,其中,所述降载电压为500V左右。当实时获取的母线电压小于所述降载降载电压时,保持所述逆变器的输出功率,一旦所述母线电压大于所述降载电压时,立即降低所述逆变器的功率,从而保护所述逆变管。而所述CBC保护中的保护点是根据所述降载曲线来设置的,在实际的应用中,由于硬件造成的纹波大小的影响,使得在获得所述CBC保护曲线时,会在所述降载曲线的上方留出相应的裕量,从而实现在母线电压大于降载电压时,先通过降载的方式降低电流,然后再通过保护曲线来降低电流。
本发明实施例提供一种降低逆变器横管应力的方法,主要是通过获取逆变管的第一逆变电流、降载电压和第一母线电压,然后在所述第一母线电压大于所述降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流,接着根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流;将所述保护电流转换成保护电压,并比较所述模拟电压与所述保护电压的大小,最后在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力。通过上述方法,不需要一直触发硬件的极限,从而在降低硬件的损耗和成本的同时,降低了开发周期。
请参阅图7,图7是本发明实施例提供的一种降低逆变管应力的装置的结构框图,如图7所示,所述降低逆变管应力的装置400包括电流采样模块41、过压降载模块42、获取模块43、比较模块44和逐波限流模块45。
所述电流采样模块41用于获取逆变管的第一逆变电流。
所述过压降载模块42用于获取所述逆变管的降载电压和第一母线电压,在所述第一母线电压大于所述降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流。
其中,所述过压降载模块42具体用于:
获取所述逆变管的安全电压;
基于所述安全电压控制所述逆变器满载运行,并实时追踪所述逆变器的最大功率;
获取所述逆变器的最大功率时所对应的第二母线电压和第三逆变电流;
根据所述第二母线电压和所述第三逆变电流获取所述逆变管的第一应力;
根据所述第三逆变电流获取所述逆变管的应力尖峰;
获取所述第一应力与所述应力尖峰的差,并将所述差设置为所述逆变管的降载电压。
所述获取模块43用于根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流。
其中,所述获取模块43具体用于:
获取所述逆变管的第二逆变电流,并将所述第二逆变电流通过所述传感器转化成逆变电压;
获取所述传感器输出的基准电压;
将所述逆变电压与所述基准电压进行比较,以获取所述逆变器的模拟电压。
所述比较模块44用于将所述保护电流转换成保护电压,并比较所述模拟电压与所述保护电压的大小。
所述逐波限流模块45用于在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力。
需要说明的是,上述降低逆变管应力的装置可执行本发明实施例所提供的降低逆变管应力的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在降低逆变管应力的装置实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的降低逆变管应力的方法。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个或多个逆变器器执行,例如,执行以上描述的图3的方法步骤,实现图7中的各模块的功能。
通过以上的实施方式的描述,本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种降低逆变管应力的方法,应用于逆变器,其特征在于,所述方法包括:
获取逆变管的第一逆变电流;
获取所述逆变管的降载电压和第一母线电压,在所述第一母线电压大于所述降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流;
根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流;
将所述保护电流转换成保护电压,并比较所述模拟电压与所述保护电压的大小;
在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力;
其中,所述获取所述逆变管的降载电压,包括:
获取所述逆变管的安全电压;
基于所述安全电压控制所述逆变器满载运行,并实时追踪所述逆变器的最大功率;
获取所述逆变器的最大功率时所对应的第二母线电压和第三逆变电流;
根据所述第二母线电压和所述第三逆变电流获取所述逆变管的应力;
根据所述第三逆变电流获取所述逆变管的应力尖峰;
获取所述应力与所述应力尖峰的差,并将所述差设置为所述逆变管的降载电压。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述逆变器还包括传感器,所述根据所述第二逆变电流获取模拟电压,包括:
获取所述逆变管的第二逆变电流,并将所述第二逆变电流通过所述传感器转化成逆变电压;
获取所述传感器输出的基准电压;
将所述逆变电压与所述基准电压进行比较,以获取所述逆变器的模拟电压。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流,包括:
根据所述降载电压和所述第一母线电压,获取保护电流的斜率;
获取所述第一母线电压和所述降载电压的差值;
根据所述差值、所述第三逆变电流和所述斜率,计算所述逆变管的保护电流。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述触发所述逆变管逐波限流,包括:
获取所述逆变管正常工作时的占空比;
获取所述模拟电压与所述保护电压的比较结果;
当所述模拟电压小于所述保护电压时,维持所述逆变管的占空比,并实时获取所述逆变管的逆变电流;
当所述模拟电压大于所述保护电压时,调节所述逆变管的占空比,以降低所述逆变管的第二逆变电流。
5.一种降低逆变管应力的装置,应用于逆变器,其特征在于,所述装置包括:
电流采样模块,用于获取逆变管的第一逆变电流;
过压降载模块,用于获取所述逆变管的降载电压和第一母线电压,在所述第一母线电压大于所述降载电压时,降低所述逆变管的功率,并获取功率降低后所述逆变管的第二逆变电流;
获取模块,用于根据所述第二逆变电流获取模拟电压,并根据所述降载电压获取所述逆变管的保护电流;
比较模块,用于将所述保护电流转换成保护电压,并比较所述模拟电压与所述保护电压的大小;
逐波限流模块,用于在所述模拟电压大于所述保护电压时,触发所述逆变管逐波限流,以降低所述逆变管的应力;
其中,所述过压降载模块具体用于:
获取所述逆变管的安全电压;
基于所述安全电压控制所述逆变器满载运行,并实时追踪所述逆变器的最大功率;
获取所述逆变器的最大功率时所对应的第二母线电压和第三逆变电流;
根据所述第二母线电压和所述第三逆变电流获取所述逆变管的第一应力;
根据所述第三逆变电流获取所述逆变管的应力尖峰;
获取所述第一应力与所述应力尖峰的差,并将所述差设置为所述逆变管的降载电压。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述逆变器还包括传感器,所述获取模块具体用于:
获取所述逆变管的第二逆变电流,并将所述第二逆变电流通过所述传感器转化成逆变电压;
获取所述传感器输出的基准电压;
将所述逆变电压与所述基准电压进行比较,以获取所述逆变器的模拟电压。
7.一种逆变器,其特征在于,所述逆变器包括:
控制器;
直流电路;
逆变电路;以及将所述直流电路与所述逆变器相连接的直流母线;
其中,所述控制器包括至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-4任一项所述的方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使逆变器执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5687066A (en) * 1995-04-06 1997-11-11 Progressive Dynamics, Inc. Power converter with overvoltage protection
JP2009183141A (ja) * 1999-03-25 2009-08-13 Tyco Electronics Corp 再充電可能な素子の保護のための装置および方法
CN104104062A (zh) * 2014-07-25 2014-10-15 华为技术有限公司 逆变器电路的过流保护***和方法
CN105888971A (zh) * 2016-04-28 2016-08-24 华北电力大学 一种大型风力机叶片主动降载控制***及方法
CN107154780A (zh) * 2017-06-08 2017-09-12 阳光电源股份有限公司 一种光伏发电***及其功率控制方法与功率优化器
CN109449886A (zh) * 2018-11-23 2019-03-08 深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司 一种光伏逆变器控制方法及***
CN113179007A (zh) * 2021-05-13 2021-07-27 浙江日风电气股份有限公司 逆变电路中开关管的控制方法、***、装置及存储介质
CN113572384A (zh) * 2021-06-08 2021-10-29 江苏固德威电源科技股份有限公司 一种逆变器变步长降载控制方法
CN113746170A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 阳光电源(上海)有限公司 一种储能***及其离网过载保护方法
CN113937734A (zh) * 2021-12-17 2022-01-14 万帮数字能源股份有限公司 逆变器及其控制方法、控制装置
WO2022047770A1 (zh) * 2020-09-07 2022-03-10 华为数字能源技术有限公司 一种光伏设备、光伏逆变器、***及限功率控制方法
CN114204901A (zh) * 2021-11-29 2022-03-18 华为数字能源技术有限公司 光伏***、逆变器及逆变器的母线电压控制方法
CN114421750A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 深圳市禾望科技有限公司 一种逆变器功率开关管动态保护控制方法
CN114447889A (zh) * 2022-04-11 2022-05-06 浙江日风电气股份有限公司 一种并网逆变器的保护方法、装置以及介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102946205A (zh) * 2012-10-29 2013-02-27 华为技术有限公司 三电平逆变器和供电设备
US10938310B1 (en) * 2020-01-02 2021-03-02 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company, Limited Seamless switching of resonant tanks in power converters by matching voltage gains at tank switchover
CN113765421A (zh) * 2020-05-28 2021-12-07 比亚迪股份有限公司 逆变器母线电压调整方法、装置、控制器及存储介质

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5687066A (en) * 1995-04-06 1997-11-11 Progressive Dynamics, Inc. Power converter with overvoltage protection
JP2009183141A (ja) * 1999-03-25 2009-08-13 Tyco Electronics Corp 再充電可能な素子の保護のための装置および方法
CN104104062A (zh) * 2014-07-25 2014-10-15 华为技术有限公司 逆变器电路的过流保护***和方法
CN105888971A (zh) * 2016-04-28 2016-08-24 华北电力大学 一种大型风力机叶片主动降载控制***及方法
CN107154780A (zh) * 2017-06-08 2017-09-12 阳光电源股份有限公司 一种光伏发电***及其功率控制方法与功率优化器
CN109449886A (zh) * 2018-11-23 2019-03-08 深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司 一种光伏逆变器控制方法及***
WO2022047770A1 (zh) * 2020-09-07 2022-03-10 华为数字能源技术有限公司 一种光伏设备、光伏逆变器、***及限功率控制方法
CN114556732A (zh) * 2020-09-07 2022-05-27 华为数字能源技术有限公司 一种光伏设备、光伏逆变器、***及限功率控制方法
CN113179007A (zh) * 2021-05-13 2021-07-27 浙江日风电气股份有限公司 逆变电路中开关管的控制方法、***、装置及存储介质
CN113572384A (zh) * 2021-06-08 2021-10-29 江苏固德威电源科技股份有限公司 一种逆变器变步长降载控制方法
CN113746170A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 阳光电源(上海)有限公司 一种储能***及其离网过载保护方法
CN114204901A (zh) * 2021-11-29 2022-03-18 华为数字能源技术有限公司 光伏***、逆变器及逆变器的母线电压控制方法
CN113937734A (zh) * 2021-12-17 2022-01-14 万帮数字能源股份有限公司 逆变器及其控制方法、控制装置
CN114421750A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 深圳市禾望科技有限公司 一种逆变器功率开关管动态保护控制方法
CN114447889A (zh) * 2022-04-11 2022-05-06 浙江日风电气股份有限公司 一种并网逆变器的保护方法、装置以及介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
软开关有源箝位逆变器逐波限流控制策略研究;叶怡伟等;《电源学报》;20220329;第1-4节 *

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