组串式逆变器的控制方法、控制器、逆变器及逆变系统技术方案

本申请提供一种组串式逆变器的控制方法、控制器、逆变器及逆变系统，方法包括：IV曲线扫描过程中，控制0逆变电路的输出功率为设定功率参考值，控制每路非IV曲线扫描DC‑DC电路的输出电压均为设定电压参考值；其中，0设定功率参考值小于或等于IV曲线扫描之前各路非IV曲线扫描DC‑DC电路的输入功率之和，0设定电压参考值大于或等于IV曲线扫描之前各路IV曲线扫描DC‑DC电路所连接的光伏组串的开路电压中的最大值的预设百分比。控制逆变电路保持恒定的输出功率和母线电压，不会存在功率波动。各路非IV曲线扫描DC‑DC电路继续输出功率，有效利用光伏发电电能，避免造成发电量巨大浪费。

Control Method, Controller, Inverter and Inverter System of Series Inverter

This application provides a control method, controller, inverter and inverting system for a group of series inverters. The method includes: in the process of IV curve scanning, the output power of 0 inverting circuit is controlled as a set power reference value, and the output voltage of each non-IV curve scanning DC_DC circuit is controlled as a set voltage reference value; among them, 0 is set as a set voltage reference value. Fixed power reference value is less than or equal to the sum of input power of each non-IV curve scanning DC_DC circuit before IV curve scanning. 0 set voltage reference value is greater than or equal to the preset percentage of the maximum value of the open voltage of the photovoltaic series connected by each IV curve scanning DC_DC circuit before IV curve scanning. The output power and bus voltage of the inverters are kept constant without power fluctuation. Non-IV curve scanning DC DC circuit continues to output power, effectively utilizing photovoltaic power generation, avoiding huge waste of power generation.

【技术实现步骤摘要】
组串式逆变器的控制方法、控制器、逆变器及逆变系统
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种组串式逆变器的控制方法、控制器、逆变器及逆变系统。
技术介绍
随着传统能源的紧缺以及全球污染加剧，目前越来越多使用无污染的清洁能源，例如风力发电和太阳能发电。其中太阳能发电又称光伏发电。下面首先介绍光伏发电涉及的技术术语。光伏组件：由太阳能电池片串并联封装形成的直流电源，太阳能电池片能够将太阳能转换为电能。光伏组串：由多个光伏组件通过正负极首尾串联方式形成的直流电源。组串式逆变器：包括逆变电路和至少两路直流-直流变换DC-DC电路两级功率变换电路，所有DC-DC电路的输出端并联在一起连接逆变电路的输入端。DC-DC电路的作用是直流到直流转换，例如升压。逆变电路的作用是将直流转换为交流，进行并网发电或者提供给负载。每路DC-DC的输入端对应至少两路光伏组串，光伏组串的输出端并联在一起连接DC-DC的输入端。光伏组串的健康状态直接决定了光伏逆变系统能够发出的电能。在温度和光照强度一定的情况下，光伏组串的输出电流随输出电压进行变化，可以绘制电流-电压曲线(以下简称“IV曲线”)。健康光伏组串的IV曲线为抛物线形。光伏组串的输出电压从开路电压扫描到短路电压，可以绘制光伏组串的IV曲线，此过程称为光伏组串的IV曲线扫描。如果光伏组串已经损坏，或光伏组串受到遮挡，其IV曲线会发生畸变。因此，通过IV曲线扫描可以诊断光伏组串的健康状态，为光伏组串的运维提供依据。具体地，由于光伏组串的输出端连接DC-DC电路的输入端，因此进行IV曲线扫描过程中可以控制DC-DC电路的输入电压从开路电压扫描到短路电压来实现。现有技术中，对于光伏组串进行IV曲线扫描过程中，当前进行IV曲线扫描的光伏组串处于IV曲线扫描模式，即输出电压被所连接的DC-DC电路控制从开路电压扫描到短路电压，此过程中进行IV曲线扫描的光伏组串输出波动的功率；与此同时，非扫描光伏组串不输出功率，输出电流被连接的DC-DC电路控制为0，因此，光伏逆变系统的输出功率将大幅下降，造成发电量损失较大，因此，逆变电路输出功率存在波动，影响电网稳定性，严重时会发生电网事故。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本专利技术提供一种组串式逆变器的控制方法、控制器、逆变器及逆变系统，能够在进行IV曲线扫描过程中，减小发电量的损失，而且逆变电路输出功率平稳不存在波动，减小对电网稳定性的影响。第一方面，提供一种组串式逆变器的控制方法，应用于组串式逆变器，所述组串式逆变器包括：逆变电路和N路直流-直流变换DC-DC电路，N为大于或等于2的整数，每路所述DC-DC电路的输入端连接对应的光伏组串，每路所述DC-DC电路的输出端连接所述逆变电路的输入端，所述N路DC-DC电路包括非IV曲线扫描DC-DC电路和IV曲线扫描DC-DC电路；该方法包括：IV曲线扫描过程中，控制所述逆变电路的输出功率为设定功率参考值，并控制每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压均为设定电压参考值；其中，所述设定功率参考值小于或等于IV曲线扫描之前各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和，所述设定电压参考值大于或等于IV曲线扫描之前各路IV曲线扫描DC-DC电路所连接的光伏组串的开路电压中的最大值的预设百分比。在进行IV曲线扫描过程中，控制逆变电路保持恒定的输出功率和恒定的母线电压，因此，组串式逆变器不会存在功率波动，进而保持电网稳定。并且，由于各路IV曲线扫描DC-DC电路的输出功率在波动，而实现逆变电路输出功率恒定，必然通过控制各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出功率不是0，因此，本申请实施例提供的方法控制各路非IV曲线扫描DC-DC电路继续输出功率，这样可以有效利用各路非IV曲线扫描DC-DC电路输出的电能，避免造成发电量巨大浪费。在第一方面的第一种可能的实现方式中，在IV曲线扫描之前，还包括：获得各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，在所述IV曲线扫描之前，还包括：获得各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入电流为0时各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入电压中的最大值，所述各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入电压中的最大值为所述各路IV曲线扫描DC-DC电路所连接的光伏组串的开路电压中的最大值。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，控制所述逆变电路的输出功率为设定功率参考值，具体包括：获得所述逆变电路的输出功率；将所述逆变电路的输出功率与设定功率参考值进行比较获得功率比较结果；根据所述功率比较结果通过第一比例积分调节器获得所述逆变电路d轴的第一电流参考值；利用所述逆变电路d轴的第一电流参考值控制所述逆变电路的d轴电流。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，控制每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压均为设定电压参考值，具体包括：检测第m路DC-DC电路的输出电压；第1路至第K路DC-DC电路为IV曲线扫描DC-DC电路，第K+1路至第N路为非IV曲线扫描DC-DC电路；m＝K+1，K+2，…，N；将所述第m路DC-DC电路的输出电压与所述设定电压参考值进行比较获得电压比较结果；将所述电压比较结果通过第二比例积分调节器获得第m路DC-DC电路的电流反馈调节量；将所述电流反馈调节量与电流前馈调节量相加后作为第m路DC-DC电路的电流参考值；所述电流前馈调节量与所述设定功率参考值正相关，与IV曲线扫描过程中各路IV曲线扫描DC-DC电路的功率之和负相关；利用所述第m路DC-DC电路的电流参考值对第m路DC-DC电路进行电流控制，以使第m路DC-DC电路的输出电压为所述设定电压参考值。以上控制方法是通过控制逆变电路的输出功率为设定功率参考值，控制每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压均为设定电压参考值，由于每路DC-DC电路的输出端并联在一起连接逆变电路的输入端，母线电压即是每路DC-DC电路的输出电压，又是逆变电路的输入电压，因此，控制母线恒定可以通过控制每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压均为设定电压参考值来实现。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，所述电流前馈调节量通过以下公式获得：其中Km为预设前馈比例系数，且0≤Km≤1；t0表示IV曲线扫描之前，Pj(t0)表示IV曲线扫描之前DC-DC电路的输入功率，Ul(t3)和Il(t3)分别表示IV曲线扫描过程中DC-DC电路的输入电压和输入电流；表示IV曲线扫描过程中第m路DC-DC电路的输入电压。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，控制所述逆变电路的输出功率为设定功率参考值，具体包括：获得IV曲线扫描过程中各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和；将所述设定功率参考值减去所述各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和获得输入功率差；控制各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和为所述输入功率差。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，控制各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和为所述输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组串式逆变器的控制方法，其特征在于，应用于组串式逆变器，所述组串式逆变器包括：逆变电路和N路直流‑直流变换DC‑DC电路，N为大于或等于2的整数，每路所述DC‑DC电路的输入端连接对应的光伏组串，每路所述DC‑DC电路的输出端连接所述逆变电路的输入端，所述N路DC‑DC电路包括非IV曲线扫描DC‑DC电路和IV曲线扫描DC‑DC电路；该方法包括：IV曲线扫描过程中，控制所述逆变电路的输出功率为设定功率参考值，并控制每路非IV曲线扫描DC‑DC电路的输出电压均为设定电压参考值；其中，所述设定功率参考值小于或等于IV曲线扫描之前各路非IV曲线扫描DC‑DC电路的输入功率之和，所述设定电压参考值大于或等于IV曲线扫描之前各路IV曲线扫描DC‑DC电路所连接的光伏组串的开路电压中的最大值的预设百分比。

【技术特征摘要】
1.一种组串式逆变器的控制方法，其特征在于，应用于组串式逆变器，所述组串式逆变器包括：逆变电路和N路直流-直流变换DC-DC电路，N为大于或等于2的整数，每路所述DC-DC电路的输入端连接对应的光伏组串，每路所述DC-DC电路的输出端连接所述逆变电路的输入端，所述N路DC-DC电路包括非IV曲线扫描DC-DC电路和IV曲线扫描DC-DC电路；该方法包括：IV曲线扫描过程中，控制所述逆变电路的输出功率为设定功率参考值，并控制每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压均为设定电压参考值；其中，所述设定功率参考值小于或等于IV曲线扫描之前各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和，所述设定电压参考值大于或等于IV曲线扫描之前各路IV曲线扫描DC-DC电路所连接的光伏组串的开路电压中的最大值的预设百分比。2.根据权利要求1所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，在IV曲线扫描之前，还包括：获得各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和。3.根据权利要求1所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，在所述IV曲线扫描之前，还包括：获得各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入电流为0时各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入电压中的最大值，所述各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入电压中的最大值为所述各路IV曲线扫描DC-DC电路所连接的光伏组串的开路电压中的最大值。4.根据权利要求1所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，控制所述逆变电路的输出功率为设定功率参考值，具体包括：获得所述逆变电路的输出功率；将所述逆变电路的输出功率与设定功率参考值进行比较获得功率比较结果；根据所述功率比较结果通过第一比例积分调节器获得所述逆变电路d轴的第一电流参考值；利用所述逆变电路d轴的第一电流参考值控制所述逆变电路的d轴电流。5.根据权利要求1所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，控制每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压均为设定电压参考值，具体包括：检测第m路DC-DC电路的输出电压；第1路至第K路DC-DC电路为IV曲线扫描DC-DC电路，第K+1路至第N路为非IV曲线扫描DC-DC电路；m＝K+1，K+2，…，N；将所述第m路DC-DC电路的输出电压与所述设定电压参考值进行比较获得电压比较结果；将所述电压比较结果通过第二比例积分调节器获得第m路DC-DC电路的电流反馈调节量；将所述电流反馈调节量与电流前馈调节量相加后作为第m路DC-DC电路的电流参考值；所述电流前馈调节量与所述设定功率参考值正相关，与IV曲线扫描过程中各路IV曲线扫描DC-DC电路的功率之和负相关；利用所述第m路DC-DC电路的电流参考值对第m路DC-DC电路进行电流控制，以使第m路DC-DC电路的输出电压为所述设定电压参考值。6.根据权利要求5所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，所述电流前馈调节量通过以下公式获得：其中Km为预设前馈比例系数，且0≤Km≤1；t0表示IV曲线扫描之前，Pj(t0)表示IV曲线扫描之前DC-DC电路的输入功率，Ul(t3)和Il(t3)分别表示IV曲线扫描过程中DC-DC电路的输入电压和输入电流；表示IV曲线扫描过程中第m路DC-DC电路的输入电压。7.根据权利要求1所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，控制所述逆变电路的输出功率为设定功率参考值，具体包括：获得IV曲线扫描过程中各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和；将所述设定功率参考值减去所述各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和获得输入功率差；控制各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和为所述输入功率差。8.根据权利要求7所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，控制各路非IV曲线扫描DC-DC电路的输入功率之和为所述输入功率差，具体包括：按照下式控制所述各路非IV曲线扫描DC-DC电路中第m路DC-DC电路的输入功率为Pm_ref(t3)；m＝K+1，K+2，…，N；其中，Km_pwr为预设第m路DC-DC电路的输入功率分配因子，Pj(t0)表示IV曲线扫描之前DC-DC电路的输入功率；Ul(t3)和Il(t3)分别表示IV曲线扫描过程中DC-DC电路的输入电压和输入电流。9.根据权利要求8所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，所述控制第m路DC-DC电路的输入功率为Pm_ref(t3)，具体包括：获得IV曲线扫描过程中所述第m路DC-DC电路的输入电压；由所述第m路DC-DC电路的输入电压和所述第m路DC-DC电路的输入功率Pm_ref(t3)获得第m路的电流参考值；利用所述第m路的电流参考值对所述m路进行电流控制，以使所述第m路DC-DC电路的输入功率为Pm_ref(t3)。10.根据权利要求1所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，所述控制所述每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压均为设定电压参考值，具体包括：获得所述逆变电路的输入电压；所述逆变电路的输入电压等于所述每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压；将所述逆变电路的输入电压与所述设定电压参考值进行比较获得所述逆变电路输入电压比较结果；将所述逆变电路输入电压比较结果通过第三比例积分调节器获得逆变电路d轴的第二电流参考值；利用所述逆变电路d轴的第二电流参考值控制所述逆变电路的d轴电流，以使每路非IV曲线扫描DC-DC电路的输出电压均为设定电压参考值。11.根据权利要求1-10任一项所述的组串式逆变器的控制方法，其特征在于，所述IV曲线扫描具体包括：控制所述各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入电压从开路电压逐渐变化到短路电压，记录所述各路IV曲线扫描DC-DC电路的输入电压变化过程中输入电压和对应的输入电流，根据记录的输入电压和对应的输入电流获得各路IV曲线扫描DC-DC电路对应的IV曲线。12.一种组串式逆变器的控制器，其特征在于，应用于组串式逆变器，所述组串式逆变器包括：逆变电路和N路直流-直流变换DC-DC电路，N为大于或等于2的整数，每路所述DC-DC电路的输入端连接对应的光伏组串，每路所述DC-DC电路的输出端连接所述逆变电路的输入端；所述N路DC-DC电路包括非IV曲线扫描DC-DC电路和IV曲线扫描DC-DC电路；该控制器，用于IV曲线扫描过程中，控制所述逆变电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：于心宇，辛凯，刘方诚，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44