一种五电平光伏逆变器预充电控制方法及系统技术方案

本申请提供了一种五电平光伏逆变器预充电控制方法及系统，在电网对直流母线电容进行预充电时，实时检测该直流母线电容的当前电压，当其满足预充条件时，断开预充电电路，若此时直流母线电容电压不小于第一阀值，控制五电平光伏逆变器工作在三电平工作模式，以降低该直流母线电容电压，当降低后的直流母线电容的当前电压达到第二阀值时，控制五电平光伏逆变器退出三电平工作模式后进入正常并网工作模式工作，从而避免了直流母线电容电压大于其最大保护电压情况的出现，保证了五电平光伏逆变器的正常启动，进而保证了光伏并网发电系统的可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
一种五电平光伏逆变器预充电控制方法及系统
本专利技术主要涉及光伏并网发电系统的控制领域，更具体地说是涉及一种五电平光伏逆变器预充电控制方法及系统。
技术介绍
光伏逆变器是光伏并网发电系统中的一个重要部件，用来将PV电池板生成的直流电转换为交流电后输送至电网，而在实际应用中，为了提高逆变效率，降低谐波，通常会使用多电平光伏逆变器并网，本专利技术针对五电平光伏逆变器的并网工作进行的改进，在该五电平光伏逆变器并网之前，为了防止五电平光伏逆变器并网时，电网对其产生很大的冲击而影响其中某些器件的性能，甚至会损坏某些器件，通常需要电网对五电平光伏逆变器的直流母线电容进行预充电，从而保证光伏并网发电系统的可靠运行。具体的，如图1所示的基于五电平光伏逆变器的光伏并网系统的结构示意图，对于该系统的每一相来说，其五电平光伏逆变器输入端与PV电池板连接，输出端通过滤波电路与电网连接，其中，五电平光伏逆变器包括：与PV电池板正极连接的第一DC/DC电路，与PV电池板负极连接的第二DC/DC电路，输入端分别与第一DC/DC电路、第二DC/DC电路以及PV电池板的正负极连接，输出端通过滤波单元与电网连接的五电平逆变单元，且在该五电平逆变单元的第二正电平的开关模块SP2和零电平的开关模块SN0之间以及第二负电平的开关模块SN2和零电平的开关模块SN0之间分别并联有正母线电容C1和负母线电容C2，预充电电路输入端与电网连接，输出端与正母线电容C1和负母线电容C2连接。基于上述结构的光伏并网发电系统，在实际应用中，启动五电平光伏逆变器之前，电网将通过该预充电电路为正母线电容C1和负母线电容C2充电，从而防止该五电平光伏逆变器并网时，电网对其产生很大冲击，保证了光伏并网发电系统的安全可靠运行。然而，申请人发现，在光伏并网发电系统的实际应用中，电网电压往往会存在波动，因而，根据图1所示的电路结构示意图可知，在电网对直流母线电容(即正母线电容C1和负母线电容C2)进行预充电过程中，当电网电压幅值产生较大波动或者谐波较大时，直流母线电容上的电压幅值也会随之增大，当其超过预设的最大电压保护值，五电平光伏逆变器将无法正常启动，从而影响了光伏并网发电系统的可靠运行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种五电平光伏逆变器预充电控制方法及系统，解决了现有技术中因直流母线电容电压过高而使五电平光伏逆变器无法正常启动，从而影响光伏并网发电系统可靠运行的技术问题。为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：一种五电平光伏逆变器预充电控制方法，包括：当电网通过预充电电路对五电平光伏逆变器的直流母线电容进行预充电时，实时检测所述直流母线电容的当前电压；当所述直流母线电容的当前电压满足预设条件时，控制所述预充电电路断开；当检测到所述预充电电路断开时所述直流母线电容的当前电压不小于第一阀值时，控制所述五电平光伏逆变器工作在三电平工作模式，以降低所述直流母线电容的当前电压；当检测到降低后的直流母线电容的当前电压达到第二阀值时，控制所述五电平光伏逆变器退出所述三电平工作模式后进入正常并网工作模式工作。优选的，当检测到所述预充电电路断开时所述直流母线电容的当前电压小于第一阀值时，控制所述五电平光伏逆变器进入正常并网工作模式工作。优选的，在电网通过预充电电路对五电平光伏逆变器的直流母线电容进行预充电过程中，还包括：实时检测电网电压峰值；当所述电网电压峰值波动范围超过设定阈值时，输出第一报警信息；其中，所述第一报警信息具体为指示灯闪烁信号、蜂鸣器声音信号或包含有报警内容的语音信号。优选的，当所述直流母线电容的当前电压不小于第一阀值时，还包括：输出第二报警信息；其中，所述第二报警信息具体为指示灯闪烁信号、蜂鸣器声音信号或包含有报警内容的语音信号。优选的，所述控制所述五电平光伏逆变器工作在三电平工作模式具体为：控制与所述五电平逆变单元中的第二正电平、零电平以及第二负电平一一对应的开关模块工作，以使所述直流母线电容与所述第二正电平、所述第二负电平以及零电平一一对应的开关模块形成放电回路。一种五电平光伏逆变器预充电控制系统，包括与五电平光伏逆变器的直流母线电容连接的检测装置，当电网通过预充电电路对所述直流母线电容进行预充电时，实时检测所述直流母线电容的当前电压；与所述预充电电路和所述检测装置连接的第一控制器，当检测到所述直流母线电容的当前电压满足预设条件时，控制所述预充电电路断开；与所述五电平光伏逆变器的五电平逆变单元以及所述检测装置连接的第二控制器，当检测到所述预充电电路断开时所述直流母线电容的当前电压不小于第一阀值时，控制所述五电平光伏逆变器工作在三电平工作模式，以降低所述直流母线电容的当前电压，并在降低后的直流母线电容的当前电压达到第二阀值时，控制所述五电平光伏逆变器退出所述三电平工作模式后进入正常并网工作模式工作。优选的，还包括：与所述五电平光伏逆变器的五电平逆变单元以及所述检测装置连接的第三控制器，当检测到所述预充电电路断开时所述直流母线电容的当前电压小于第一阀值时，控制所述五电平光伏逆变器进入正常并网工作模式工作。优选的，在电网通过预充电电路对五电平光伏逆变器的直流母线电容进行预充电过程中，所述检测装置还用于实时检测电网电压峰值，则所述系统还包括：与所述检测装置连接的第一报警装置，用于当所述电网电压峰值波动范围超过设定阈值时，输出第一报警信息；其中，所述第一报警信息具体为指示灯闪烁信号、蜂鸣器声音信号或包含有报警内容的语音信号。优选的，所述系统还包括：与所述检测装置连接的第二报警装置，用于在所述直流母线电容的当前电压不小于第一阀值时，输出第二报警信息；其中，所述第二报警信息具体为指示灯闪烁信号、蜂鸣器声音信号或包含有报警内容的语音信号。优选的，所述第一控制器、所述第二控制器和所述第三控制器具体为：单片机、MCU或DSP。由此可见，与现有技术相比，本申请提供了一种五电平光伏逆变器预充电控制方法及系统，由于在五电平光伏逆变器启动之前，电网会通过预充电电路对该五电平光伏逆变器的直流母线电容进行预充电，因此，为了防止该直流母线电容的电压超过最大保护电压，而导致五电平光伏逆变器无法启动，本专利技术通过在预充电过程中实时检测该直流母线电容的当前电压，当其满足预设条件是，断开该预充电电路，此时，若直流母线电容的当前电压不小于第一阀值时，控制该五电平光伏逆变器工作在三电平工作模式，以降低该直流母线电容电压，并在降低后的直流母线电容的当前电压达到第二阀值后，控制该五电平光伏逆变器退出三电平工作模式后进入正常并网工作模式工作，从而解决了现有技术中对直流母线电容预充电电路断开时，因其电压超过最大保护电压，而使五电平光伏逆变器无法正常启动，从而影响光伏并网发电系统可靠运行的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有的一种基于五电平光伏逆变器的光伏并网系统的结构示意图；图2为本专利技术一种五电平光伏逆变器预充电控制方法的流程示意图；图3为本专利技术另一种五电平光伏逆变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五电平光伏逆变器预充电控制方法，其特征在于，所述方法包括：当电网通过预充电电路对五电平光伏逆变器的直流母线电容进行预充电时，实时检测所述直流母线电容的当前电压；当所述直流母线电容的当前电压满足预设条件时，控制所述预充电电路断开；当检测到所述预充电电路断开时所述直流母线电容的当前电压不小于第一阀值时，控制所述五电平光伏逆变器工作在三电平工作模式，以降低所述直流母线电容的当前电压；当检测到降低后的直流母线电容的当前电压达到第二阀值时，控制所述五电平光伏逆变器退出所述三电平工作模式后进入正常并网工作模式工作。

【技术特征摘要】
1.一种五电平光伏逆变器预充电控制方法，其特征在于，所述方法包括：当电网通过预充电电路对五电平光伏逆变器的直流母线电容进行预充电时，实时检测所述直流母线电容的当前电压；当所述直流母线电容的当前电压满足预设条件时，控制所述预充电电路断开；当检测到所述预充电电路断开时所述直流母线电容的当前电压不小于第一阀值时，控制所述五电平光伏逆变器工作在三电平工作模式，以降低所述直流母线电容的当前电压；当检测到降低后的直流母线电容的当前电压达到第二阀值时，控制所述五电平光伏逆变器退出所述三电平工作模式后进入正常的五电平并网工作模式工作；当检测到所述预充电电路断开时所述直流母线电容的当前电压小于第一阀值时，控制所述五电平光伏逆变器进入正常并网工作模式工作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电网通过预充电电路对五电平光伏逆变器的直流母线电容进行预充电过程中，还包括：实时检测电网电压峰值；当所述电网电压峰值波动范围超过设定阈值时，输出第一报警信息；其中，所述第一报警信息具体为指示灯闪烁信号、蜂鸣器声音信号或包含有报警内容的语音信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述直流母线电容的当前电压不小于第一阀值时，还包括：输出第二报警信息；其中，所述第二报警信息具体为指示灯闪烁信号、蜂鸣器声音信号或包含有报警内容的语音信号。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述五电平光伏逆变器工作在三电平工作模式具体为：控制与所述五电平光伏逆变器的五电平逆变单元中的第二正电平、零电平以及第二负电平一一对应的开关模块工作，以使所述直流母线电容与所述第二正电平、所述第二负电平以及零电平一一对应的开关模块形成放电回路。5.一种五电平光伏逆变器预充电控制系统，其特征在于，包括：与五电平光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成，丁杰，邹海晏，陶磊，徐涛涛，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34