一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置制造方法及图纸

本申请公开了一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置，该方法包括：判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制；若逆变器中至少有一个逆变单元过调制，计算在系统的功率因数不低于最小允许值的情况下所允许向电网注入的最大无功以及最小无功；模拟向电网注入所述最大无功后逆变器的工作状态，并判断此工作状态下各逆变单元是否均处于调制区；若是，向电网注入无功，所述无功的取值不低于所述最小无功且不高于所述最大无功；若否，控制级联型光伏并网逆变器退出对每块光伏电池板进行独立的最大功率点跟踪控制的工作模式。本申请实现了在解决逆变单元过调制的问题时，避免出现系统的功率因数低于最小允许值的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏发电
，更具体地说，涉及一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置。
技术介绍
级联型光伏并网逆变器由N个逆变单元(例如H桥逆变单元)级联而成，其单相拓扑结构如图1所示：各逆变单元的直流侧接独立的光伏电池板，各逆变单元的交流侧相串联后再经并网电感L接入电网。为提高太阳能利用率，级联型光伏并网逆变器对每块光伏电池板进行独立的MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制，但当受光照不均匀等因素影响造成各逆变单元间输出有功功率严重不均衡时，很容易产生逆变单元过调制现象。目前，避免逆变单元过调制的方法，就是向电网注入无功，但向电网注入无功会降低系统的功率因数，有可能出现系统的功率因数低于最小允许值的情况。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置，以实现在解决逆变单元过调制的问题时，避免出现系统的功率因数低于最小允许值的情况。一种级联型光伏并网逆变器控制方法，包括：判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制；若级联型光伏并网逆变器中至少有一个逆变单元过调制，计算在系统的功率因数不低于最小允许值的情况下所允许向电网注入的最大无功以及最小无功；模拟向电网注入所述最大无功后级联型光伏并网逆变器的工作状态，并判断此工作状态下各逆变单元是否均处于调制区；若是，向电网注入无功，所述无功的取值不低于所述最小无功且不高于所述最大无功；若否，控制级联型光伏并网逆变器退出对每块光伏电池板进行独立的最大功率点跟踪控制的工作模式。其中，所述判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制，包括：获取级联型光伏并网逆变器的直流侧电流最大值以及网侧电流有效值；判断所述网侧电流有效值是否小于M倍的所述直流侧电流最大值，其中λ为当前调制策略下调制度的最大允许值；若所述网侧电流有效值小于所述M倍的直流侧电流最大值，得到级联型光伏并网逆变器中至少有一个逆变单元过调制的判断结果。其中，所述判断此工作状态下各逆变单元是否均处于调制区，包括：计算向电网注入所述最大无功后的网侧电流有效值；判断所述向电网注入最大无功后的网侧电流有效值是否小于所述M倍的直流侧电流最大值；若是，得到向电网注入所述最大无功后各逆变单元均处于调制区的判断结果。其中，所述向电网注入无功，包括：向电网注入所述最小无功。其中，级联型光伏并网逆变器的直流侧所连接的每一块光伏电池板都与一可控开关串联；所述判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制之前，还包括：判断级联型光伏并网逆变器是否满足并网条件；若是，执行所述判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制的步骤；若否，控制与直流输出电压最低的光伏电池板相串联的可控开关断开，并通过调节与所述直流输出电压最低的光伏电池板对应的母线电容的电压指令值来使级联型光伏并网逆变器满足并网条件。其中，所述判断级联型光伏并网逆变器是否满足并网条件，包括：判断级联型光伏并网逆变器中各逆变单元的母线电容电压之和是否小于电网电压幅值；若是，得到级联型光伏并网逆变器不满足并网条件的判断结果；若否，得到级联型光伏并网逆变器满足并网条件的判断结果。一种级联型光伏并网逆变器控制装置，包括：第一判断单元，用于判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制；计算单元，用于在所述第一判断单元判断得到级联型光伏并网逆变器中至少有一个逆变单元过调制时，计算在系统的功率因数不低于最小允许值的情况下所允许向电网注入的最大无功以及最小无功；第二判断单元，用于模拟向电网注入所述最大无功后级联型光伏并网逆变器的工作状态，并判断此工作状态下各逆变单元是否均处于调制区；第一处理单元，用于在所述第二判断单元判断得到向电网注入所述最大无功能使各逆变单元均处于调制区时，向电网注入无功，所述无功的取值不低于所述最小无功且不高于所述最大无功；第二处理单元，用于在所述第二判断单元判断得到向电网注入所述最大无功不能使各逆变单元均处于调制区时，控制级联型光伏并网逆变器退出对每块光伏电池板进行独立的最大功率点跟踪控制的工作模式。其中，所述第一处理单元具体用于在所述第二判断单元判断得到向电网注入所述最大无功能使各逆变单元均处于调制区时，向电网注入所述最小无功。其中，级联型光伏并网逆变器的直流侧所连接的每一块光伏电池板都与一可控开关串联；所述装置还包括第三判断单元和第三处理单元，其中：所述第三判断单元，用于判断级联型光伏并网逆变器是否满足并网条件；所述第三处理单元，用于在所述第三判断单元判断得到级联型光伏并网逆变器不满足并网条件时，控制与直流输出电压最低的光伏电池板相串联的可控开关断开，并通过设定与所述直流输出电压最低的光伏电池板对应的母线电容的电压指令值来使级联型光伏并网逆变器满足并网条件；对应的，所述第一判断单元具体用于在所述第三判断单元判断得到级联型光伏并网逆变器满足并网条件时，判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制。一种级联H桥光伏并网逆变器，包括上述公开的任一种级联型光伏并网逆变器控制装置。从上述的技术方案可以看出，本专利技术在级联型光伏并网逆变器出现逆变单元过调制现象时，模拟并判断采用向电网注入无功的方法是否可以同时满足系统对功率因数的要求以及避免逆变单元过调制的要求；若能同时满足，就向电网注入无功；否则就令级联型光伏并网逆变器退出MPPT控制模式，通过牺牲太阳能利用率来达到同时满足这两项要求的目的。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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术公开的一种级联型光伏并网逆变器的单相拓扑结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的一种级联型光伏并网逆变器控制方法流程图；图3为本专利技术实施例公开的一种级联型光伏并网逆变器的单相拓扑结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的又一种级联型光伏并网逆变器控制方法流程图；图5为本专利技术实施例公开的一种级联型光伏并网逆变器控制装置结构示意图；图6为本专利技术实施例公开的又一种级联型光伏并网逆变器控制装置结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图2，本专利技术实施例公开了一种级联型光伏并网逆变器控制方法，以实现在解决逆变单元过调制的问题时，避免出现系统的功率因数低于最小允许值的情况，包括：步骤S01：判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制；若级联型光伏并网逆变器中至少有一个逆变单元过调制，进入步骤S02；反之，重复执行步骤S01；其中，所述判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制，可采用以下判据：获取级联型光伏并网逆变器的直流侧电流最大值(Ipvi)max以及网侧电流有效值Is；判断是否满足Is<M(Ipvi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种级联型光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，包括：判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制；若级联型光伏并网逆变器中至少有一个逆变单元过调制，计算在系统的功率因数不低于最小允许值的情况下所允许向电网注入的最大无功以及最小无功；模拟向电网注入所述最大无功后级联型光伏并网逆变器的工作状态，并判断此工作状态下各逆变单元是否均处于调制区；若是，向电网注入无功，所述无功的取值不低于所述最小无功且不高于所述最大无功；若否，控制级联型光伏并网逆变器退出对每块光伏电池板进行独立的最大功率点跟踪控制的工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种级联型光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，包括：判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制；若级联型光伏并网逆变器中至少有一个逆变单元过调制，计算在系统的功率因数不低于最小允许值的情况下所允许向电网注入的最大无功以及最小无功；模拟向电网注入所述最大无功后级联型光伏并网逆变器的工作状态，并判断此工作状态下各逆变单元是否均处于调制区；若是，向电网注入无功，所述无功的取值不低于所述最小无功且不高于所述最大无功；若否，控制级联型光伏并网逆变器退出对每块光伏电池板进行独立的最大功率点跟踪控制的工作模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制，包括：获取级联型光伏并网逆变器的直流侧电流最大值以及网侧电流有效值；判断所述网侧电流有效值是否小于M倍的所述直流侧电流最大值，其中λ为当前调制策略下调制度的最大允许值；若所述网侧电流有效值小于所述M倍的直流侧电流最大值，得到级联型光伏并网逆变器中至少有一个逆变单元过调制的判断结果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断此工作状态下各逆变单元是否均处于调制区，包括：计算向电网注入所述最大无功后的网侧电流有效值；判断所述向电网注入最大无功后的网侧电流有效值是否小于所述M倍的直流侧电流最大值；若是，得到向电网注入所述最大无功后各逆变单元均处于调制区的判断结果。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向电网注入无功，包括：向电网注入所述最小无功。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，级联型光伏并网逆变器的直流侧所连接的每一块光伏电池板都与一可控开关串联；所述判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制之前，还包括：判断级联型光伏并网逆变器是否满足并网条件；若是，执行所述判断级联型光伏并网逆变器中是否至少有一个逆变单元过调制的步骤；若否，控制与直流输出电压最低的光伏电池板相串联的可控开关断开，并通过调节与所述直流输出电压最低的光伏电池板对应的母线电容的电压指令值来使级联型光伏并网逆变器满足并网条件。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断级联型光伏并网逆变器是否满足并网条件，包括：判...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨乐，于世能，徐君，
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