一種光伏并網(wǎng)逆變器以及光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及光伏并網(wǎng)逆變器以及光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要是由光伏陣列和并網(wǎng)逆變器組成，光伏組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器具有光伏組件最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)和入網(wǎng)電流控制功能，如圖1所示，一般而言，光伏并網(wǎng)逆變器經(jīng)過以及DC-AC變換就可以實(shí)現(xiàn)上述兩種功能，但是，光伏陣列是由多個(gè)光伏組件串聯(lián)形成組串，再有多個(gè)光伏組串并聯(lián)組成，而客觀存在的組件失配，一定程度上降低了光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，為此，采用更多的獨(dú)立MPPT來(lái)分別跟蹤多個(gè)光伏組串，可以有效的降低組件失配損失，并且單個(gè)MPPT跟蹤的組件越少，組件失配損失越低。
[0003]現(xiàn)有的一種實(shí)現(xiàn)多個(gè)MPPT的方案如圖2所示，光伏并網(wǎng)逆變器采用兩級(jí)變換，前級(jí)多個(gè)DC-DC變換器，后級(jí)一個(gè)DC-AC變換器，其中DC-DC變換器實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立MPPT功能，DC-AC變換器實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)逆變功能，這種電路拓?fù)浯嬖谥辽賰蓚€(gè)獨(dú)立MPPT，與采用一級(jí)變換的光伏并網(wǎng)逆變器相比，減少了組件失配的損失，提高了光伏陣列的最大功能輸出。
[0004]但是，這種光伏并網(wǎng)逆變器，由于DC-DC變換器的運(yùn)行，需要經(jīng)過PWM斬波，相應(yīng)的元器件會(huì)產(chǎn)生損耗，可能存在由于PWM斬波增加的元器件功率損耗大于由于光伏組件失配產(chǎn)生的損耗的情況，即DC-DC變換器的運(yùn)行反而降低了光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率，即降低了光伏并網(wǎng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率，使得光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)效率的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏并網(wǎng)逆變器，用于提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率。
[0006]有鑒于此，本發(fā)明第一方面提供了一種光伏并網(wǎng)逆變器，包括:
[0007]多個(gè)DC-DC變換器、一個(gè)DC-AC變換器、多個(gè)獨(dú)立MPPT控制器以及一個(gè)集中MPPT控制器；
[0008]所述多個(gè)獨(dú)立MPPT控制器與所述多個(gè)DC-DC變換器——對(duì)應(yīng)，所述獨(dú)立MPPT控制器用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述DC-DC變換器輸入功率的控制；
[0009]所述集中MPPT控制器與所述DC-AC變換器對(duì)應(yīng)，所述集中MPPT控制器用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述DC-DC變換器的運(yùn)行狀態(tài)以及所述DC-AC變換器輸出功率的控制；
[0010]所述多個(gè)DC-DC變換器的輸出端并聯(lián)后，與所述DC-AC變換器的輸入端相連。
[0011]可選地:
[0012]所述DC-DC變換器為Boost型DC-DC變換器，所述DC-AC變換器為全橋逆變器。
[0013]可選地:
[0014]所述DC-DC變換器包括直流第一輸入端DCl、直流第二輸入端DC2、第一電容Cl、第二電容C2、第一電感L1、第一功率開關(guān)管Q1、第一二極管(Dl)、直流第一輸出端I以及直流第二輸出端2 ；
[0015]所述第一電容Cl的兩端分別與所述直流第一輸入端DCl以及直流第二輸入端DC2相連；所述直流第一輸入端DCl通過所述第一電感LI與所述第一二極管Dl的陽(yáng)極相連，第一二極管Dl的陽(yáng)極與所述第一功率開關(guān)管Ql的集電極相連；所述第一二極管Dl的陰極與所述直流第一輸出端I相連；所述直流第二輸入端DC2與所述第一功率開關(guān)管Ql的發(fā)射極相連；所述第一功率開關(guān)管Ql的發(fā)射極與所述直流第二輸出端2相連；
[0016]所述第二電容C2的兩端分別與所述直流第一輸出端I以及直流第二輸出端2相連；
[0017]所述DC-AC變換器包括逆變第一輸入端3、逆變第二輸入端4、第三電容C3、第四電容C4、第二功率開關(guān)管Q2)第三功率開關(guān)管Q3)第四功率開關(guān)管Q4、第五功率開關(guān)管Q5、第二電感L2、第三電感L3、交流第一輸出端ACl以及交流第二輸出端AC2 ；
[0018]所述逆變第一輸入端3以及逆變第二輸入端4分別與所述直流第一輸出端I以及直流第二輸出端2相連；所述第三電容C3的兩端分別與所述逆變第一輸入端3以及逆變第二輸入端4相連；所述第二功率開關(guān)管Q2以及第三功率開關(guān)管Q3的集電極分別與所述逆變第一輸入端3相連；所述第二功率開關(guān)管Q2以及第三功率開關(guān)管Q3的發(fā)射極分別與所述第四功率開關(guān)管Q4以及第五功率開關(guān)管Q5的集電極相連；所述第四功率開關(guān)管Q4以及第五功率開關(guān)管Q5的發(fā)射極分別與所述逆變第二輸入端4相連；所述第二功率開關(guān)管Q2的發(fā)射極與所述第二電感L2的第一端相連；所述第二電感L2的第二端與所述交流第一輸出端ACl相連；所述第三功率開關(guān)管Q3的發(fā)射極與所述第三電感L3的第一端相連；所述第三電感(L3)的第二端與所述交流第二輸出端AC2相連；所述第四電容C4的兩端分別與所述交流第一輸出端ACl以及交流第二輸出端AC2相連。
[0019]可選地:
[0020]所述DC-DC變換器為雙Boost型DC-DC變換器，所述DC-AC變換器為三電平半橋逆變器。
[0021]可選地:
[0022]所述DC-DC變換器包括直流第一輸入端(DCl)、直流第二輸入端(DC2)、第一電容Cl第一電感L1、第二電感L2、第一功率開關(guān)管Q1、第二功率開關(guān)管Q2、第一二極管D1、第二二極管D2、直流第一輸出端I以及直流第二輸出端2)
[0023]所述第一電容Cl的兩端分別與所述直流第一輸入端DCl以及直流第二輸入端DC2相連；所述直流第一輸入端DCl通過所述第一電感LI與所述第一二極管Dl的陽(yáng)極相連，所述第一二極管Dl的陰極與所述直流第一輸出端I相連；所述第一二極管Dl的陽(yáng)極與所述第一功率開關(guān)管Ql的集電極相連；所述第一功率開關(guān)管Ql的發(fā)射極與所述第二功率開關(guān)管Q2的集電極相連；所述直流第二輸入端DC2通過所述第二電感L2與所述第二二極管D2的陰極相連，且所述第二二極管D2的陰極與所述第二功率開關(guān)管Q2的發(fā)射極相連；所述第二二極管D2的陽(yáng)極與所述前直流第二輸出端2相連；
[0024]所述DC-AC變換器包括逆變第一輸入端3、逆變第二輸入端4、第二電容C2、第三電容C3、第三功率開關(guān)管Q3、第四功率開關(guān)管Q4、第五功率開關(guān)管Q5、第六功率開關(guān)管Q6、第三電感L3、第四電容C4、交流第一輸出端以及交流第二輸出端；
[0025]所述逆變第一輸入端3以及逆變第二輸入端4分別與所述直流第一輸出端I以及直流第二輸出端2相連；所述第二電容C2的第一端以及所述第三功率開關(guān)管Q3的集電極分別與所述逆變第一輸入端3相連；所述第二電容C2的第二端與所述第三電容C3的第一端相連，所述第二電容C2與第三電容C3的連接點(diǎn)與所述第五功率開關(guān)管Q5的集電極相連；所述第五功率開關(guān)管Q5的發(fā)射極與所述第六功率開關(guān)管Q6的發(fā)射極相連；所述第三電容C3的第二端以及所述第四功率開關(guān)管Q4的發(fā)射極與所述逆變第二輸入端4相連；所述第三功率開關(guān)管Q3的發(fā)射極與所述第四功率開關(guān)管Q4的集電極、所述第六功率開關(guān)管Q6的集電極以及所述第三電感L3的第一端相連；所述第三電感L3的第二端與所述交流第一輸出端ACl相連；所述第四電容C4的兩端分別與所述交流第一輸出端ACl以及交流第二輸出端AC2相連；所述交流第二輸出端AC2接地。
[0026]可選地:
[0027]所述DC-DC變換器還包括用于旁路DC-DC變換器的旁路開關(guān)，所述旁路開關(guān)的第一端與所述DC-DC變換器的直流第一輸入端相連，所述旁路開關(guān)的第二端與所述DC-DC變換器的直流第一輸出端相連。
[0028]可選地:
[0029]所述旁路開關(guān)為二極管、接觸器或繼電器。
[0030]可選地:
[0031]包括:
[0032]獲取運(yùn)行中光伏并網(wǎng)逆變器的當(dāng)前輸出功率PO ；
[0033]增加運(yùn)行光伏并網(wǎng)逆變器中的至少一個(gè)DC-DC變換器，并獲取此時(shí)所述光伏并網(wǎng)逆變器的當(dāng)前輸出功率Pl ；
[0034]若所述輸出功率Pl小于所述輸出功率PO，則停止運(yùn)行所述增加運(yùn)行的DC - DC變換器。
[0035]可選地:
[0036]光伏逆變器啟動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)光伏并網(wǎng)逆變器中DC-AC變換器的輸入電壓，使光伏并網(wǎng)逆變器中多個(gè)DC-DC變換器中的至少一個(gè)DC-DC變換器的輸入功率最大，此時(shí)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率為PO。
[0037]可選地:
[0038]所述方法還包括:
[0039]若所述輸出功率Pl不小于所述輸出功率PO，則控制所述光伏并網(wǎng)逆變器運(yùn)行在輸出功率為PI的狀態(tài)。
[0040]從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):光伏并網(wǎng)逆變器包括多個(gè)DC-DC變換器以及一個(gè)DC-AC變換器，每一個(gè)DC-DC變換器均對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立MPPT控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)該DC-DC變換器輸入功率的控制，而DC-AC變換器對(duì)應(yīng)集中MPPT控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)DC-DC變換器的運(yùn)行狀態(tài)以及光伏并網(wǎng)逆變器輸出功率的控制，即集中MPPT控制器能夠控制運(yùn)行DC-DC變換器，并且當(dāng)DC-DC變換器運(yùn)行后，若光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率下降，則集中MPPT控制器停止運(yùn)行該DC-DC變換器，避免了 DC-DC變換器運(yùn)行中可能由于斬波損耗大于由于光伏組件失配產(chǎn)生的損耗時(shí)，使得光伏并網(wǎng)逆變器輸出功率下降的情況，從而提高了整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器的一個(gè)實(shí)施例示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器的另一個(gè)實(shí)施例示意圖；
[0043]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器的另一個(gè)實(shí)施例示意圖；
[0044]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器采用的爬山法的示意圖；
[0045]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法的一個(gè)實(shí)施例流程圖；
[0046]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法的另一個(gè)實(shí)施例流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏并網(wǎng)逆變器，用于提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率。
[0048]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中