光伏变流器系统及其控制方法技术方案

公开了一种光伏变流器系统及其控制方法。所述光伏变流器系统包括：变流器，包括第一接触器(K1)、第二电容器(C2)、电抗器(L)、绝缘栅双极型晶体管IGBT模块(10)、第一电容器(C1)；控制器，包括模式控制模块，所述模式控制模块被配置为检测光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1)，当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时，使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作，当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时，所述模式控制模块使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作，其中，第一阈值电压大于第二阈值电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光伏(PV)变流器系统及其控制方法，更具体地讲，设计一种基于检测到的直流侧电压来在最大功率点跟踪(MPPT)模式和先进静止无功发生器(ASVG)模式进行切换的光伏变流器系统及其控制方法。
技术介绍
随着社会的发展和新能源技术的进步，分布式光伏(PV)等间歇式能源发电在电力系统中占有越来越重要的地位。而间歇式能源的随机性和间歇性对电网的安全稳定运行提出了新的挑战。目前，先进静止无功发生器(ASVG)则凭借其快速、可控的特点在补偿无功和谐波、提升电网的电能质量、运行稳定性及可靠性等方面发挥着重要作用，得到了广泛的应用，这对间歇式能源发电的弊端起到了重要的弥补作用。目前光伏变流器在分布式发电中的应用越来越广泛，电网稳定性和电能质量对用户更加重要。然而，现有的光伏变流器系统中仍存在不能自适应地进行切入和切出以及预充电电路无法对直流侧的电容器充电等问题。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例在于提供一种光伏变流器系统及其控制方法，从而能够自适应地进行切入和切出的同时降低系统的故障率。根据本专利技术的示例性实施例的一方面，提供了一种光伏变流器系统，包括：变流器，包括第一接触器K1、第二电容器C2、电抗器L、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块10、第一电容器C1，其中，第一接触器K1布置在第二电容器C2与光伏阵列之间；控制器，包括模式控制模块，其中，所述模式控制模块被配置为检测所述光伏阵列与第一接触器K1之间的直流电压Udc1，当直流电压Udc1大于第一阈值电压时，使第一接触器K1闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作，当直流电压Udc1小于第二阈值电压时，所述模式控制模块使第一接触器K1断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作，其中，第一阈值电压大于第二阈值电压。可选地，所述变流器还可包括电阻器、第二接触器K2和第三接触器K3，其中，第二接触器K2布置在电网与电抗器L之间，所述电阻器与第三接触器K3串联之后，与第二接触器K2并联。例如，所述模式控制模块还可被配置为当所述变流器停机之后再启动时，使第一接触器K1和第二接触器K2断开并使第三接触器K3闭合以对第二电容器C2和第一电容器C1进行充电，并且在完成第二电容器C2和第一电容器C1的充电之后，所述模式控制模块使第二接触器K2闭合，使第三接触器K3断开，并将所述变流器控制为在ASVG模式下工作。可选地，所述模式控制模块还可被配置为在所述变流器在ASVG模式下工作的情况下，当直流电压Udc1大于第一阈值电压时，使第一接触器K1闭合并将所述变流器控制为在MPPT模式下工作。可选地，所述模式控制模块还可被配置为检测直流功率，并基于检测到的直流功率确定启用的所述变流器的数量。可选地，控制器还可包括：调制模块，被配置为检测IGBT模块10与电抗器L之间的三相电流Iabc以及第二接触器K2与所述电网之间的三相电压Uabc，基于三相电流Iabc和三相电压Uabc产生三相驱动控制信号，并将产生的三相驱动控制信号发送到IGBT模块10以进行调制。根据本专利技术的示例性实施例的另一方面，提供了一种在包括变流器的光伏变流器系统中控制变流器的方法，其中，变流器，包括第一接触器K1、第二电容器C2、电抗器L、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块10、第一电容器C1，其中，第一接触器K1布置在第二电容器C2与光伏阵列之间，所述方法包括：检测所述光伏阵列与第一接触器K1之间的直流电压Udc1；确定直流电压Udc1是否大于第一阈值电压；当直流电压Udc1大于第一阈值电压时，使第一接触器K1闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作；如果直流电压Udc1小于或等于第一阈值电压，则确定直流电压Udc1是否小于第二阈值电压；当直流电压Udc1小于第二阈值电压时，使第一接触器K1断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作，其中，第一阈值电压大于第二阈值电压。可选地，所述变流器还可包括电阻器、第二接触器K2和第三接触器K3，其中，第二接触器K2布置在电网与电抗器L之间，所述电阻器与第三接触器K3串联之后，与第二接触器K2并联。作为示例，所述方法还可包括：当所述变流器停机之后再启动时，使第一接触器K1和第二接触器K2断开并使第三接触器K3闭合以对第二电容器C2和第一电容器C1进行充电，并且在完成第二电容器C2和第一电容器C1的充电之后，使第二接触器K2闭合，使第三接触器K3断开，并将所述变流器控制为在ASVG模式下工作。可选地，在所述变流器在ASVG模式下工作的情况下，当直流电压Udc1大于第一阈值电压时，可使第一接触器K1闭合并将所述变流器控制为在MPPT模式下工作。可选地，所述方法还可包括：检测直流功率，并基于检测到的直流功率确定启用的所述变流器的数量。可选地，所述方法还可包括：检测IGBT模块10与电抗器L之间的三相电流Iabc以及第二接触器K2与所述电网之间的三相电压Uabc；基于三相电流Iabc和三相电压Uabc产生三相驱动控制信号；将产生的三相驱动控制信号发送到IGBT模块10以进行调制。通过使用根据本专利技术的示例性实施例的光伏变流器系统及其控制方法，能够自适应地进行切入和切出的同时降低系统的故障率。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术总体构思的实施而得知。附图说明通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出根据本专利技术的示例性实施例的光伏变流器系统；图2是包括在调制模块中的软件锁相环SPLL；图3是包括在调制模块中的abcdq转换器；图4是包括在调制模块中的快速傅里叶变换(FFT)模块；图5是包括在调制模块中的三相驱动控制信号产生单元；图6是示出根据本专利技术的示例性实施例的在光伏变流器系统中控制变流器的方法的流程图。具体实施方式现在将具体参照在附图中示出其示例的示例性实施例，在附图中，相同的标号始终指示相似的元件。在这方面，本示例性实施例可具有不同形式，不应被解释为限于在此阐述的描述。相应地，仅在下面通过参照附图来描述示例性实施例以解释本说明书的各方面。关于在此使用的术语，在考虑示例性实施例中的功能的情况下尽可能地选择最广泛使用的术语；然而，这些术语可根据本领域技术人员的意图、判例或新技术的出现而改变。在此使用的一些术语可由申请人任意选择。在这种情况下，这些术语将在下面被具体定义。相应地，应基于其独特含义和本构思的整体语境来理解在此使用的特定术语。还将理解的是，当在此使用术语“包括”、“包含”和“具有”时，除非另有定义，否则所述术语说明所列举的元素的存在，但不排除其他元素的存在或添加。此外，在此使用的术语“单元”和“模块”表示用于处理至少一种功能或操作的单元，其中，所述单元可由硬件、软件或者硬件和软件的组合实现。下面将参照附图来具体描述示例性实施例，使得本领域普通技术人员可容易地实现本专利技术构思。然而，本专利技术构思可以以许多不同方式实现，并不应被视为限于在此阐述的示例性实施例。此外，将在附图中省略与示例性实施例的描述无关的部分以清楚地描述示例性实施例，在整个说明书中相似的标号将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏变流器系统，包括：变流器，包括第一接触器(K1)、第二电容器(C2)、电抗器(L)、绝缘栅双极型晶体管IGBT模块(10)、第一电容器(C1)，其中，第一接触器(K1)布置在第二电容器(C2)与光伏阵列之间；控制器，包括模式控制模块，其中，所述模式控制模块被配置为检测所述光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1)，当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时，使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作，当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时，所述模式控制模块使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作，其中，第一阈值电压大于第二阈值电压。

【技术特征摘要】
1.一种光伏变流器系统，包括：变流器，包括第一接触器(K1)、第二电容器(C2)、电抗器(L)、绝缘栅双极型晶体管IGBT模块(10)、第一电容器(C1)，其中，第一接触器(K1)布置在第二电容器(C2)与光伏阵列之间；控制器，包括模式控制模块，其中，所述模式控制模块被配置为检测所述光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1)，当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时，使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作，当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时，所述模式控制模块使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作，其中，第一阈值电压大于第二阈值电压。2.如权利要求1所述的光伏变流器系统，其中，所述变流器还包括电阻器、第二接触器(K2)和第三接触器(K3)，其中，第二接触器(K2)布置在电网与电抗器(L)之间，所述电阻器与第三接触器(K3)串联之后，与第二接触器(K2)并联，其中，所述模式控制模块还被配置为当所述变流器停机之后再启动时，使第一接触器(K1)和第二接触器(K2)断开并使第三接触器(K3)闭合以对第二电容器(C2)和第一电容器(C1)进行充电，并且在完成第二电容器(C2)和第一电容器(C1)的充电之后，所述模式控制模块使第二接触器(K2)闭合，使第三接触器(K3)断开，并将所述变流器控制为在ASVG模式下工作。3.如权利要求1所述的光伏变流器系统，其中，所述模式控制模块还被配置为在所述变流器在ASVG模式下工作的情况下，当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时，使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在MPPT模式下工作。4.如权利要求1所述的光伏变流器系统，其中，所述模式控制模块还被配置为检测直流功率，并基于检测到的直流功率确定启用的所述变流器的数量。5.如权利要求2所述的光伏变流器系统，其中，控制器还包括：调制模块，被配置为检测IGBT模块(10)与电抗器(L)之间的三相电流(Iabc)以及第二接触器(K2)与所述电网之间的三相电压(Uabc)，基于三相电流(Iabc)和三相电压(Uabc)产生三相驱动控制信号，并将产生的三相驱动控制信号发送到IGBT模块(10)以进行调制。6.一种在包括变流器的光伏变流器系统中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帅央，任丽娜，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11