CN115360767B - 双组件串联输入功率微逆控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双组件串联输入功率微逆控制装置及方法,包括MPPT模块、逆变模块、关断器、第一控制单元和第二控制单元;待连光伏组包括成组光伏组件;成组光伏组件包括第一光伏组件和第二光伏组件;第一光伏组件的第二输出端连接关断器的一端;关断器的另一端连接第二光伏组件的第一输出端;第二控制单元控制输出MPPT模块驱动,并控制关断器的开启与关断;第一控制单元控制输出逆变模块驱动。本发明大功率微型逆变器通过双组件串联输入的方式,解决了逆变器外壳输入端子多带来的外壳庞大问题;通过在两个组件之间串联一个关断器,实现了每个组件单独关断,解决了双组件串联输入关断后电压较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及微逆控制的技术领域,具体地,涉及一种双组件串联输入功率微逆控制装置及方法。尤其是,优选的涉及一种双组件串联输入大功率微逆控制装置及方法。
背景技术
随着人类工业的发展,化石能源的利用不断给环境带来各方面的压力,世界各国加快了对清洁新能源的开发利用,太阳能因具有清洁无害、分布广泛等特点,越来越受到人们的青睐。光伏发电也成为当今分布式新能源发电的热点。
逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。如图4所示的传统关断电路,开关管Q1能切断光伏组件PV1和光伏组件PV2的连接,但是光伏组件PV1的负极与光伏组件PV2的正极电压为两个组件的电压和,电压大于80V,无法做到任意两根线之间的电压差都小于80V。
公开号为CN109638786A的中国发明专利文献公开了一种光伏组件关断保护电路及组件关断器,包括:电流检测电路,用于对与组件关断器连接的光伏组件的输出电流进行检测,生成电流检测信号;输入端与电流检测电路的输出端连接的倒灌检测电路,用于当根据电流检测信号确定光伏组件进入倒灌状态时,生成倒灌信号;输入端与倒灌检测电路的输出端连接、输出端与组件关断器内的开关管的控制端连接的倒灌控制电路,用于在接收到倒灌信号后控制开关管导通。
针对上述中的相关技术,发明人认为上述传统关断电路双组件串联输入关断后电压较高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种双组件串联输入功率微逆控制装置及方法。
根据本发明提供的一种双组件串联输入功率微逆控制装置,包括多个MPPT模块、逆变模块、多个关断器、第一控制单元和第二控制单元;
所述MPPT模块和待连光伏组件一一对应设置;
待连光伏组的第一输出端能够连接MPPT模块的第一输入端;
待连光伏组的第二输出端能够连接MPPT模块的第二输入端;
所述待连光伏组包括成组光伏组件;
所述成组光伏组件与关断器一一对应设置;
所述成组光伏组件包括第一光伏组件和第二光伏组件;
所述第一光伏组件的第一输出端构成待连光伏组的第一输出端;
所述第一光伏组件的第二输出端连接关断器的一端;
所述关断器的另一端连接第二光伏组件的第一输出端;
第二光伏组件的第二输出端构成待连光伏组的第二输出端;
所述第二控制单元控制输出MPPT模块驱动,并控制关断器的开启与关断;
所述第一控制单元控制输出逆变模块驱动。
优选的,待连光伏组还包括单光伏组件;
所述单光伏组件的第一输出端构成待连光伏组的第一输出端;
所述单光伏组件的第二输出端构成待连光伏组的第二输出端。
优选的,所述关断器包括第一电容C1、第一开关管Q1和抑制二极管TVS1;
所述第一开关管Q1的一端构成关断器的一端,且第一开关管Q1的一端分别连接第一电容C1的一端和抑制二极管TVS1的正极;
所述第一开关管Q1的另一端构成关断器的另一端,且第一开关管Q1的另一端分别连接第一电容C1的另一端和抑制二极管TVS1的负极。
优选的,所述抑制二极管TVS1为60V瞬态抑制二极管。
优选的,该装置还包括母线电容CBUS;
首个所述MPPT模块的第一输出端分别连接母线电容CBUS的一端和逆变模块的第一输入端;
相邻所述MPPT模块之间的MPPT模块的第一输出端和MPPT模块的第二输出端相互连接;
末尾所述MPPT模块的第二输出端分别连接母线电容CBUS的另一端和逆变模块的第二输入端;
所述逆变模块的第一输出端和逆变模块的第二输出端能够连接电网。
优选的,所述关断器还包括关断器驱动模块;
所述第二控制单元产生关断器驱动信号;
所述关断器驱动模块根据关断器驱动信号驱动第一开关管Q1。
优选的,所述第一控制单元的IO口连接第二控制单元的IO口;
所述第一控制单元与第二控制单元双向通信连接;
所述第二控制单元采样各个MPPT模块的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流及母线电压;
所述第一控制单元采样母线电压、交流侧电压及交流侧电流。
根据本发明提供的一种双组件串联输入功率微逆控制方法,应用双组件串联输入功率微逆控制装置,包括如下步骤:
第一控制单元控制步骤:所述第一控制单元控制输出逆变模块驱动;
第二控制单元控制步骤:所述第二控制单元控制输出MPPT模块驱动,并控制关断器的开启与关断。
优选的,所述第一控制单元控制步骤包括如下步骤:
故障检测步骤:第一控制单元进行故障检测,如果检测出故障,则将与第二控制单元连接的IO口电平改变为故障电平,并关闭逆变模块开关管驱动;
第一通信检测步骤:第一控制单元如果没有检测出故障,则检测通信是否超时,如果检测出通信超时,则将与第二控制单元连接的IO口电平改变为故障电平,并关闭逆变模块开关管驱动;
启动电压等待步骤:第一控制单元如果检测出通信正常,则等待母线电压达到启动电压,母线电压达到启动电压后则并网运行。
优选的,所述第二控制单元控制步骤包括如下步骤:
IO口检测步骤:第二控制单元检测与第一控制单元连接的IO口电平,如果检测出IO口电平是故障电平,则关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出;
第二通信检测步骤:第二控制单元如果检测出IO口电平正常,则检测通信是否超时,如果检测出通信超时,关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出;
关断指令检测步骤:第二控制单元如果检测出通信正常,则检测是否有关断指令,如果检测出有关断指令,则关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出;
关断器故障检测步骤:第二控制单元如果未接收到关断指令,则开启关断器然后进行关断器故障检测,如果关断器开启前后对应的MPPT模块输入电压差小于预定值,则表示关断器故障,返回到IO口检测步骤;如果关断器开启前后对应的MPPT模块输入电压差大于等于预定值,则表示关断器正常,则进行MPPT运算及控制。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明大功率微型逆变器通过双组件串联输入的方式,解决了逆变器外壳输入端子多带来的外壳庞大问题;通过在两个组件之间串联一个关断器,实现了每个组件单独关断,解决了双组件串联输入关断后电压较高的问题;
2、本发明通过单组件和双组件混合输入方式,实现每个组件最大功率追踪;解决了组件遮挡带来的功率损失问题;
3、本发明电路TVS1为60V瞬态抑制二极管,保证在MPPT关闭之后,关断器关断后将光伏组PV1的负极与光伏组件PV2的正极电压最高限制在60V,保证组件之间任意两根线之间电压小于80V。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明微逆控制装置图;
图2为本发明流程图;
图3为本发明关断器模块电路图;
图4为传统关断电路图;
图5为本发明混合输入电路图;
图6为第一种MPPT模块图;
图7为第二种MPPT模块图;
图8为MPPT运算图;
图9为常规MPPT扰动算法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例一公开了双组件串联输入大功率微逆控制装置,如图1和图2所示,包括多个MPPT(关断)模块、逆变模块(DC/AC模块)、多个关断器、母线电容CBUS、第一控制单元(CPU1控制单元)和第二控制单元(CPU2控制单元)。MPPT英文全称为Maximum PowerPoint Tracking;中文译文为最大功率跟踪。CPU英文全称为central processing unit,中文译文为中央处理器。CPU1为TI的28系列DSP,CPU2位GD或者ST 32位系列单片机。
MPPT模块和待连光伏组件一一对应设置。待连光伏组的第一输出端能够连接MPPT模块的第一输入端。待连光伏组的第二输出端能够连接MPPT模块的第二输入端。
首个MPPT模块的第一输出端分别连接母线电容CBUS的一端和逆变模块的第一输入端。相邻MPPT模块之间的MPPT模块的第一输出端和MPPT模块的第二输出端相互连接。末尾MPPT模块的第二输出端分别连接母线电容CBUS的另一端和逆变模块的第二输入端。
逆变模块的第一输出端和逆变模块的第二输出端能够连接电网。
待连光伏组包括成组光伏组件。成组光伏组件与关断器一一对应设置。成组光伏组件包括第一光伏组件和第二光伏组件。
第一光伏组件的第一输出端构成待连光伏组的第一输出端。第一光伏组件的第二输出端连接关断器的一端。关断器的另一端连接第二光伏组件的第一输出端。第二光伏组件的第二输出端构成待连光伏组的第二输出端。
第二控制单元采样各个MPPT模块的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流及母线电压。第二控制单元控制输出MPPT模块驱动,并控制关断器的开启与关断。
第一控制单元采样母线电压、交流侧电压及交流侧电流。第一控制单元控制输出逆变模块驱动。
具体为,关断器串联在光伏组件PV1和光伏组件PV2之间,MPPT(关断)模块输入接光伏组件,MPPT(关断)模块输出串联之后接入DC/AC模块。CPU2控制单元采样各个MPPT(关断)模块的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流及母线电压,通过CPU控制输出MPPT(关断)模块开关管驱动,控制关断器的开启与关断。CPU1控制单元采样母线电压、AC侧电压及电流,通过CPU控制输出DC/AC模块的开关管驱动。输入电压、输入电流和输出电压使用在MPPT运算中。输出电流、母线电压、AC侧电压及电流信号使用在DC/AC模块中。开关管驱动分两部分:1.关闭MPPT模块,关闭驱动;2.控制对应管子的驱动使输入电压等于Vnref。Vnref表示当前输入电压控制值。
当前级MPPT单元无故障,逆变单元无故障且母线电压升到并网需要的电压时开启DC/AC驱动(具体驱动是由母线电压外环和并网电流内环控制输出)。
如图3所示的关断器模块电路。关断器包括第一电容C1、第一开关管Q1、抑制二极管TVS1和关断器驱动模块。
第一开关管Q1的一端构成关断器的一端,且第一开关管Q1的一端分别连接第一电容C1的一端和抑制二极管TVS1的正极。第一开关管Q1的另一端构成关断器的另一端,且第一开关管Q1的另一端分别连接第一电容C1的另一端和抑制二极管TVS1的负极。抑制二极管TVS1为60V瞬态抑制二极管。
第二控制单元产生关断器驱动信号。关断器驱动模块根据关断器驱动信号驱动第一开关管Q1。所有开关管为场效应管。
第一控制单元的IO口连接第二控制单元的IO口。第一控制单元与第二控制单元双向通信连接。
如图4所示的传统关断电路,相比于传统的关断电路,虽然开关管Q1能切断光伏组件PV1和光伏组件PV2的连接,但是光伏组件PV1的负极与光伏组件PV2的正极电压为两个组件的电压和,电压大于80V,无法做到任意两根线之间的电压差都小于80V。本电路TVS1为60V瞬态抑制二极管,保证在MPPT关闭之后,关断器关断后将光伏组PV1的负极与光伏组件PV2的正极电压最高限制在60V,保证组件之间任意两根线之间电压小于80V。
如图6所示的第一种MPPT模块,MPPT模块包括第二电容C2、第三电容C3、第一开关管Q2、第二开关管Q3、第三开关管Q4、第四开关管Q5和第一电感L1。
第三电容C3的一端构成MPPT模块的第一输入端,且第三电容C3的一端连接第五开关管Q5的一端。第五开关管Q5的另一端分别连接第二开关管Q2的一端和第一电感L1的一端。第一电感L1的另一端分别连接第三开关管Q3的一端和第四开关管Q4的一端。第四开关管Q4的另一端连接第二电容C2的一端。第二电容C2的一端构成MPPT模块的第一输出端。第三电容C3的另一端构成MPPT模块的第二输入端,且第三电容C3的另一端分别连接第二开关管Q2的另一端、第三开关管Q3的另一端和第二电容C2的另一端。第二电容C2的另一端构成MPPT模块的第二输出端。
逆变模块为普通的H桥结构,可以是H4,H5或者H6。
CPU1控制单元获取母线电压,AC侧电压及电流信号,将各个MPPT(关断)模块输出的直流功率转换为交流功率。
CPU1控制单元程序先进行故障检测,如果有故障则先置高与CPU2控制单元连接的IO口,然后关闭DC/AC模块开关管驱动。如果没有故障则检测通信是否超时,通信超时同样先置高与CPU2控制单元连接的IO口,然后关闭DC/AC模块开关管驱动。通信正常则等待BUS电压达到启动电压,BUS电压达到启动电压后则并网运行。故障为电网电压,过流,绝缘阻抗,继电器,GFCI等故障。GFCI英文全称为Ground Fault Circuit Interrupter,中文译文为接地故障电流漏电保护器。
CPU2控制单元程序先检测与CPU1控制单元连接的IO口电平,如果检测IO口电平是故障电平则关闭各个MPPT(关断)模块驱动,然后关闭关断器输出,保证BUS电压不会在DC/AC模块关闭输出时出现过冲,每个组件之间的电压不会大于80V。如果检测IO口电平正常则检测通信是否超时,通信超时同样关闭各个MPPT(关断)模块驱动关断器输出。通信正常则检测是否有关断指令,如果有关断指令则关闭各个MPPT(关断)模块驱动及关断器输出,并将关断指令写入Flash,断电重启后读取Flash关断指令,保证各个MPPT(关断)模块在获取开启指令前一直保持输出关闭。FLASH为CPU的内存,也可以写入外部的EEPROM存储单元。CPU1控制单元产生关断指令。
未接收到关断指令则开启关断器然后进行关断器故障检测,如果关断器开启前后对应的MPPT模块输入电压差小于一定值则返表示关断器故障,返回到IO口检测,而不进行MPPT运算及控制;相反则进行MPPT运算及控制。
MPPT运算在CPU2控制单元中。MPPT运算先计算各个MPPT(关断)模块的功率(可以是输入功率也可以是输出功率),如果Pn<Pmin且Vnout<Vmin(当前功率小于最低功率且输出电压小于最低电压,程序设定最低功率和最低电压),则表示该输入可能存在错误的最大MPPT,则程序强制将输入控制电压慢慢降低,直到最低MPPT电压,在输入电压下降的过程中记录下最大功率和对应的输入电压参考值,输入下降到最低MPPT电压以后将输入电压参考值赋记录下最大功率和对应的输入电压参考值;反之如果相邻两路MPPT(关断)模块的功率相差小于ΔP(一个固定的功率值,功率不同,这个值也会变化),则后一路的输入电压控制参考值Vnref(当前输入电压需要控制为Vnref)为上一路输入电压的平均值Vn-1ave(上一周期输入电压平均值),以降低MPPT追踪电压波动造成的功率损失;若相邻两路MPPT(关断)模块的功率相差大于ΔP,则两路输入电压参考值都为MPPT运算输出值(正常MPPT扰动追踪得到的MPPT电压,即进行MPPT扰动追踪)。
将输入电压控制值为MPPT运算输出值,这样输入电压就在最大功率点电压,即运行在最大功率点。
如图1所示,DC/AC表示直流转交流(逆变单元);Vbus表示母线电压;AD表示模拟信号采集。
如图2和图8所示,MPPT表示最大功率跟踪;IO口电平检测表示CPU2检测CPU1一个引脚的电平。Pn表示其中一路输入的功率,Pn-1表示另外一路输入的功率。
Pn<Pmin&&Vnout<Vmin是表示当前组件输入功率很低,可能该输入组件存在多个MPPT点,这路MPPT模块可能工作在错误的MPPT点上,需要寻找到正确的MPPT点。否表示该路MPPT工作正常,
|Pn-Pn-1|<ΔP
如果该路组件输入功率和上一路输入组件输入功率Pn-1小于一定值,为了减少MPPT扰动造成的功率损失,该组件输入控制电压值为上一路输入电压Vn-1的平均值
Vnref=Vn-1ave
如果该路组件输入功率和上一路输入组件输入功率Pn-1大于一定值则该组件输入MPPT模块工作,输入电压控制为MPPT电压Vnref=Vnmppt。Vnmppt通过MPPT算法得到。如图9所示的Unref(Unref),start表示开始,Unin(Unin)和Inin(Inin)为当前这路输入的输入电压和输入电流,Pin表示当前这路输入功率,Pin_old表示当前这路上一周期输入功率,ΔP表示功率差值,程序设定的一固定值;Vnref表示电压控制参考值;Vnref_old(Vnref_old)表示上一周期电压控制参考值;ΔU表示电压扰动步长,Y表示是,N表示否,end表示结束,if表示如果。
如果该组件输入可能在错误的MPPT点上,则控制输入电压一直往最低MPPT电压运行,记录最大的功率点对应的电压,输入电压运行到最低MPPT电压后Vnref<Vminmppt,MPPT搜寻结束,输入电压控制在MPPT搜索过程中最大功率点对应的输入电压上Vnref=Vnref1。
Vnref=Vnref-ΔV表示输入电压一直按一固定步长ΔV往最低MPPT电压Vminmppt运行;Pnmax<Pn表示记录的最大功率点小于当前功率点,如果是则记录当前功率点为最大功率点Pnmax=Pn,当前输入电压控制值为最大功率点输入电压控制值Vnref1=Vnref。
Pnmax表示搜索过程中记录的最大功率点;Pn表示搜索过程中当前电压的功率点;Vnref1表示最大功率点对应的输入电压控制值;Vnref表示当前输入电压控制值。
该装置还包括壳体、交流端子和直流端子;双组件串联输入功率微逆电路设置在壳体中。逆变模块的第一输出端和逆变模块的第二输出端通过交流端子能够连接电网。MPPT模块通过直流端子能够连接待连光伏组。
本发明实施例一还公开了一种光伏***,包括光伏组、电网以及双组件串联输入功率微逆装置。光伏组的第一输出端连接MPPT模块的第一输入端。光伏组的第二输出端连接MPPT模块的第二输入端。逆变模块的第一输出端和逆变模块的第二输出端连接电网。光伏组和MPPT模块之间通过电缆线连接。逆变模块和电网之间通过电缆线连接。
本发明实施例一还公开了一种双组件串联输入大功率微逆控制方法,应用双组件串联输入大功率微逆控制装置,包括如下步骤:
第一控制单元控制步骤:第一控制单元控制输出逆变模块驱动。
第二控制单元控制步骤:第二控制单元控制输出MPPT模块驱动,并控制关断器的开启与关断。
第一控制单元控制步骤包括如下步骤:
故障检测步骤:第一控制单元进行故障检测,如果检测出故障,则将与第二控制单元连接的IO口电平改变为故障电平(高电平),并关闭逆变模块开关管驱动。对逆变(DC/AC)模块进行故障检测,具体为电网电压,电流,频率,漏电流等故障。检测的是一些逆变器应有的故障。
第一通信检测步骤:第一控制单元如果没有检测出故障,则检测通信是否超时,如果检测出通信超时,则将与第二控制单元连接的IO口电平改变为故障电平,并关闭逆变模块开关管驱动。采用modbus协议进行通信。
启动电压等待步骤:第一控制单元如果检测出通信正常,则等待母线电压达到启动电压,母线电压达到启动电压后则并网运行。
第二控制单元控制步骤包括如下步骤:
IO口检测步骤:第二控制单元检测与第一控制单元连接的IO口电平,如果检测出IO口电平是故障电平,则关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出。
第二通信检测步骤:第二控制单元如果检测出IO口电平正常,则检测通信是否超时,如果检测出通信超时,关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出。
关断指令检测步骤:第二控制单元如果检测出通信正常,则检测是否有关断指令,如果检测出有关断指令,则关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出。
关断器故障检测步骤:第二控制单元如果未接收到关断指令,则开启关断器然后进行关断器故障检测,如果关断器开启前后对应的MPPT模块输入电压差小于预定值,则表示关断器故障,返回到IO口检测步骤;如果关断器开启前后对应的MPPT模块输入电压差大于等于预定值,则表示关断器正常,则进行MPPT运算及控制。
本发明实施例二还公开了一种双组件串联输入功率微逆控制装置,如图5所示的混合输入电路(解决有单独一个阴影遮挡造成功率损失问题),与实施例一的不同之处在于,待连光伏组还包括单光伏组件。
单光伏组件的第一输出端构成待连光伏组的第一输出端。
单光伏组件的第二输出端构成待连光伏组的第二输出端。
本发明实施例三还公开了一种双组件串联输入功率微逆控制装置,如图7所示的第二种MPPT模块,MPPT模块包括第二开关管Q2、第三开关管Q3、第二电容C2、第三电容C3和第一电感L1。
第三电容C3的一端构成MPPT模块的第一输入端,且第三电容C3的一端连接第三开关管Q3的一端。第三开关管Q3的另一端分别连接第二开关管Q2的一端和第一电感L1的一端。第一电感L1的另一端连接第二电容C2的一端。第二电容C2的一端构成MPPT模块的第一输出端。第三电容C3的另一端构成MPPT模块的第二输入端,且第三电容C3的另一端分别连接第二开关管Q2的另一端和第二电容C2的另一端。第二电容C2的另一端构成MPPT模块的第二输出端。
本发明通过将双输入组件之间串接一个关断器,可以实现组件级关断,有单个组件有遮挡的采用单组件MPPT模块,其它采用双组件MPPT模块,每个组件都能实现MPPT。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以,本发明提供的***及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“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申请和简化描述,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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (6)
1.一种双组件串联输入功率微逆控制装置,其特征在于,包括多个MPPT模块、逆变模块、多个关断器、第一控制单元和第二控制单元;
所述MPPT模块和待连光伏组一一对应设置;
待连光伏组的第一输出端能够连接MPPT模块的第一输入端;
待连光伏组的第二输出端能够连接MPPT模块的第二输入端;
所述待连光伏组包括成组光伏组件;
所述成组光伏组件与关断器一一对应设置;
所述成组光伏组件包括第一光伏组件和第二光伏组件;
所述第一光伏组件的第一输出端构成待连光伏组的第一输出端;
所述第一光伏组件的第二输出端连接关断器的一端;
所述关断器的另一端连接第二光伏组件的第一输出端;
第二光伏组件的第二输出端构成待连光伏组的第二输出端;
所述第二控制单元控制输出MPPT模块驱动,并控制关断器的开启与关断;
所述第一控制单元控制输出逆变模块驱动;
待连光伏组还包括单光伏组件;
所述单光伏组件的第一输出端构成待连光伏组的第一输出端;
所述单光伏组件的第二输出端构成待连光伏组的第二输出端;
单个组件有遮挡的采用单组件MPPT模块,其它采用双组件MPPT模块,每个组件均能实现MPPT;
该装置还包括壳体、交流端子和直流端子;双组件串联输入功率微逆电路设置在壳体中,逆变模块的第一输出端和逆变模块的第二输出端通过交流端子能够连接电网,MPPT模块通过直流端子能够连接待连光伏组;
应用于所述的双组件串联输入功率微逆控制装置的双组件串联输入功率微逆控制方法包括如下步骤:
第一控制单元控制步骤:所述第一控制单元控制输出逆变模块驱动;
第二控制单元控制步骤:所述第二控制单元控制输出MPPT模块驱动,并控制关断器的开启与关断;
所述第一控制单元控制步骤包括如下步骤:
故障检测步骤:第一控制单元进行故障检测,如果检测出故障,则将与第二控制单元连接的IO口电平改变为故障电平,并关闭逆变模块开关管驱动;
第一通信检测步骤:第一控制单元如果没有检测出故障,则检测通信是否超时,如果检测出通信超时,则将与第二控制单元连接的IO口电平改变为故障电平,并关闭逆变模块开关管驱动;
启动电压等待步骤:第一控制单元如果检测出通信正常,则等待母线电压达到启动电压,母线电压达到启动电压后则并网运行;
所述第二控制单元控制步骤包括如下步骤:
IO口检测步骤:第二控制单元检测与第一控制单元连接的IO口电平,如果检测出IO口电平是故障电平,则关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出;
第二通信检测步骤:第二控制单元如果检测出IO口电平正常,则检测通信是否超时,如果检测出通信超时,关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出;
关断指令检测步骤:第二控制单元如果检测出通信正常,则检测是否有关断指令,如果检测出有关断指令,则关闭各个MPPT模块驱动,并关闭关断器输出;
关断器故障检测步骤:第二控制单元如果未接收到关断指令,则开启关断器然后进行关断器故障检测,如果关断器开启前后对应的MPPT模块输入电压差小于预定值,则表示关断器故障,返回到IO口检测步骤;如果关断器开启前后对应的MPPT模块输入电压差大于等于预定值,则表示关断器正常,则进行MPPT运算及控制;
MPPT运算先计算各个MPPT模块的功率,如果当前功率Pn<Pmin且输出电压Vnout<Vmin,则表示该输入存在错误的最大MPPT,则程序强制将输入控制电压慢慢降低,直到最低MPPT电压,在输入电压下降的过程中记录下最大功率和对应的输入电压参考值,输入下降到最低MPPT电压以后将输入电压参考值赋为记录下的最大功率和对应的输入电压参考值;反之如果相邻两路MPPT模块的功率相差小于ΔP,则后一路的输入电压控制参考值Vnref为上一路输入电压的平均值Vn-1ave,以降低MPPT追踪电压波动造成的功率损失;若相邻两路MPPT模块的功率相差大于ΔP,则两路输入电压参考值都为MPPT运算输出值。
2.根据权利要求1所述的双组件串联输入功率微逆控制装置,其特征在于,所述关断器包括第一电容C1、第一开关管Q1和抑制二极管TVS1;
所述第一开关管Q1的一端构成关断器的一端,且第一开关管Q1的一端分别连接第一电容C1的一端和抑制二极管TVS1的正极;
所述第一开关管Q1的另一端构成关断器的另一端,且第一开关管Q1的另一端分别连接第一电容C1的另一端和抑制二极管TVS1的负极。
3.根据权利要求2所述的双组件串联输入功率微逆控制装置,其特征在于,所述抑制二极管TVS1为60V瞬态抑制二极管。
4.根据权利要求1所述的双组件串联输入功率微逆控制装置,其特征在于,该装置还包括母线电容CBUS;
首个所述MPPT模块的第一输出端分别连接母线电容CBUS的一端和逆变模块的第一输入端;
相邻所述MPPT模块之间的第一输出端和第二输出端相互连接;
末尾所述MPPT模块的第二输出端分别连接母线电容CBUS的另一端和逆变模块的第二输入端;
所述逆变模块的第一输出端和逆变模块的第二输出端能够连接电网。
5.根据权利要求1所述的双组件串联输入功率微逆控制装置,其特征在于,所述关断器还包括关断器驱动模块;
所述第二控制单元产生关断器驱动信号;
所述关断器驱动模块根据关断器驱动信号驱动第一开关管Q1。
6.根据权利要求1所述的双组件串联输入功率微逆控制装置,其特征在于,所述第一控制单元的IO口连接第二控制单元的IO口;
所述第一控制单元与第二控制单元双向通信连接;
所述第二控制单元采样各个MPPT模块的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流及母线电压;
所述第一控制单元采样母线电压、交流侧电压及交流侧电流。
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