多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是一種將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電源轉(zhuǎn)換裝置，是光伏發(fā)電系統(tǒng)中重要的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備。
[0003]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)發(fā)展已較為成熟，其中，大功率光伏并網(wǎng)逆變器主要分為集中式和模塊式兩種。在此，針對(duì)模塊式逆變器而言，其采用多個(gè)逆變器模塊并聯(lián)，從而擴(kuò)展系統(tǒng)功率等級(jí)，滿足大功率光伏發(fā)電場(chǎng)合需求；此外，其可以實(shí)現(xiàn)N+1或N+M的冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)其中的一個(gè)或者幾個(gè)逆變器模塊發(fā)生故障時(shí)，只需將故障的逆變器模塊停機(jī)處理即可，而其他逆變器模板正常工作，從而能夠保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，提高系統(tǒng)可靠性，且易于維護(hù)。
[0004]綜上所述，在光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)模塊式逆變器的性能及信號(hào)監(jiān)測(cè)，并保證模塊式逆變器的正常運(yùn)行，可以通過模塊式逆變器控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
[0005]目前，常用的模塊式逆變器控制系統(tǒng)，如圖1所示，為一個(gè)逆變器控制器控制N個(gè)并聯(lián)的逆變器模塊111-lln，這一個(gè)逆變器控制器須完成對(duì)N個(gè)逆變器模塊的信號(hào)的采集和監(jiān)測(cè)，同時(shí)還要向其他外接設(shè)備(例如，上位機(jī)、人機(jī)顯示界面等)發(fā)送采集到的逆變器模塊的信號(hào)，這種結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，對(duì)逆變器控制器本身的硬件資源需求較大，且會(huì)使控制器電路板面積較大，不便于安裝；同時(shí)，在某一逆變模塊出現(xiàn)故障時(shí)，需要將整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)處理，才能進(jìn)行維護(hù)工作，對(duì)發(fā)電耗損較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)，能夠降低控制器的硬件資源需求，簡(jiǎn)化其電路板結(jié)構(gòu)，且在進(jìn)行逆變器故障維護(hù)時(shí)，只需將關(guān)閉故障模塊單元即可，從而能夠減少故障所造成的發(fā)電損失。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)，其中，逆變器包括多個(gè)逆變器模塊，控制系統(tǒng)包括多個(gè)第一控制模塊和一個(gè)第二控制模塊，多個(gè)第一控制模塊，與多個(gè)逆變器模塊一對(duì)一連接，用于采集每個(gè)逆變器模塊的模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)過通訊總線傳輸至第二控制模塊；第二控制模塊，與多個(gè)第一控制模塊通過通訊總線連接，用于向多個(gè)第一控制模塊發(fā)送逆變器控制指令，并獲取多個(gè)所述第一控制模塊采集的逆變器模塊的模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)，將多個(gè)第一控制模塊與多個(gè)逆變器模塊一對(duì)一連接，最終再通過總線與第二控制模塊建立連接，從而將逆變器模塊的數(shù)據(jù)采集以及運(yùn)行控制功能分布到了多個(gè)第一控制模塊上，這樣減少了主逆變器控制器的硬件資源以及軟件資源的要求。此外，由于采用了模塊式結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行逆變器故障維護(hù)時(shí)，只需將關(guān)閉故障的逆變器模塊以及相應(yīng)的第一控制模塊即可，而不必關(guān)閉整個(gè)逆變器的控制系統(tǒng)，從而能夠減少故障所造成的發(fā)電損失。
【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的模塊式逆變器控制系統(tǒng)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的第一控制模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的第二控制模塊結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供的多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)，可用于大功率模塊式光伏并網(wǎng)逆變器的控制，逆變器由多個(gè)逆變器模塊并聯(lián)組成，每一個(gè)逆變器模塊由與其連接的逆變器控制模塊(下文中的第一控制模塊)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，η個(gè)逆變器控制模塊由一個(gè)主控控制模塊(下文中的第二控制模塊)同步控制，同時(shí)，逆變器控制模塊還將采集的逆變器模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送給主控控制模塊，主控控制模塊可以連接其他分析設(shè)備，對(duì)逆變器模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以便對(duì)逆變器模塊進(jìn)行維護(hù)。
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0016]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的多模塊光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)，其中，逆變器11包括多個(gè)逆變器模塊111?11η，控制系統(tǒng)包括多個(gè)第一控制模塊121?12η和第二控制模塊13。
[0017]多個(gè)第一控制模塊121?12η，與多個(gè)逆變器模塊111?Iln—對(duì)一連接，用于采集每個(gè)逆變器模塊的模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)過通訊總線傳輸至第二控制模塊13 ;第二控制模塊13，與多個(gè)第一控制模塊121?12η通過通訊總線連接，用于向多個(gè)第一控制模塊121?12η發(fā)送逆變器控制指令，并獲取多個(gè)第一控制模塊121?12η采集的逆變器模塊111?Iln的模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)。由于本發(fā)明實(shí)施例中，第一控制模塊和逆變模塊均為多個(gè)，為了表述方便，在下文中，表達(dá)單個(gè)逆變器模塊和單個(gè)第一控制模塊時(shí)用逆變器模塊11η和第一控制模塊12η的形式表達(dá)，在表達(dá)多個(gè)逆變器模塊和多個(gè)第一控制模塊采用逆變器模塊111?Iln和第一控制模塊121?12η的形式表達(dá)。
[0018]如圖2中所示，光伏陣列I至光伏陣列η將與多個(gè)逆變器模塊(逆變器模塊111至逆變器模塊Iln) —對(duì)一連接，逆變器模塊將光伏陣列中輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，經(jīng)過隔離變壓器最終傳輸?shù)诫娋W(wǎng)側(cè)。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)中，采用了的控制體系，采用多個(gè)第一控制模塊121?12η直接對(duì)逆變器模塊111?I In進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，然后通過總線方式將多個(gè)第一控制模塊121?12η與第二控制模塊13建立通訊連接，從而將逆變器的數(shù)據(jù)采集以及運(yùn)行控制功能分布到了多個(gè)第一控制模塊121?12η上，從而能夠減少主逆變器控制器的負(fù)擔(dān)，降低逆變器控制器的硬軟件的要求，同時(shí)還便于故障維護(hù)，有利于而保障整個(gè)電網(wǎng)正常工作運(yùn)行。
[0020]下面將從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0021](一 )第一控制模塊
[0022]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第一控制模塊121?12η可以作為逆變器模塊111?Iln與第二控制模塊13之間的交互樞紐，逆變器模塊Iln通過與其對(duì)應(yīng)的第一控制模塊12η將其模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給第二控制模塊13，第二控制模塊13則通過第一控制模塊121?12η向逆變器模塊111?Iln發(fā)送逆變器控制指令，這里所提出的逆變器控制指令包括但不限于逆變器模塊啟動(dòng)指令、逆變器模塊停止指令以及控制第一控制模塊121?12η對(duì)逆變器模塊111?Iln進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的指令。
[0023]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，每一個(gè)第一控制模塊12η可以包括圖3中所示的功能單元，具體而言，第一控制模塊12η可以包括逆變控制器21、信號(hào)采集單元22、PWM驅(qū)動(dòng)單元23以及第一數(shù)據(jù)通信接口單元24。
[0024]其中，信號(hào)采集單元22，與逆變控制器21和逆變器模塊Iln連接，用于采集逆變器模塊Iln的模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)，并發(fā)送給逆變控制器21。
[0025]PWM驅(qū)動(dòng)單元23，與逆變控制器21和逆變器模塊Iln連接，用于調(diào)理由逆變器控制器21生成的PWM控制信號(hào)，并向逆變器模塊Iln的IGBT單元發(fā)送PWM控制信號(hào)。
[0026]第一數(shù)據(jù)通信接口單元24，與逆變控制器21連接，并通過通訊總線與第二控制模塊13通訊連接。
[0027]逆變控制器21，用于接收信號(hào)采集單元22采集的模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)并控制第一數(shù)據(jù)通信接口單元24接收來自第二控制模塊13的逆變器控制指令，根據(jù)模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)和逆變器控制指令，生成PWM控制信號(hào)，并將PWM控制信號(hào)發(fā)送給PWM驅(qū)動(dòng)單元23，以及控制第一數(shù)據(jù)通信接口單元24向第二控制模塊13發(fā)送模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)。逆變控制器21可以采用DSP126芯片，但是不限于DSP126芯片，只要能夠?qū)崿F(xiàn)第一控制模塊12η的功能即可。