一种光伏冗余逆变器系统技术方案

本发明专利技术提供的一种光伏冗余逆变器系统包括：直流变换模块和逆变模块；光伏阵列、直流变换模块、逆变模块和电网依次串联；逆变模块包括至少两个逆变子模块，至少两个逆变子模块的输入端并联接入直流变换模块的输出端，至少两个逆变子模块的输入端并联接入光伏阵列的输出端，至少两个逆变子模块的输出端并联接入电网；逆变子模块包括：逆变器、逆变器调节单元和功率均分外环；功率均分外环用于将直流变换模块的输出电压与光伏阵列处于最大功率时的电压之间的差值按预设比例进行调节，将调节后的差值根据逆变子模块的数量进行均分，得到逆变器的电流参考值；逆变器调节单元用于调节逆变器的输出电流等于电流参考值。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏冗余逆变器系统
本专利技术涉及光伏逆变器领域，尤其涉及一种光伏冗余逆变器系统。
技术介绍
太阳能是一种可持续无污染的绿色清洁能源，针对这种绿色能源的开发，人们研发出了各种各样的光伏发电系统，实现对太阳能能量的收集和利用。收集到的太阳能会经转化后送给电网或当地负载，在整个过程中，转化环节至关重要，而逆变器又是这个环节中最重要的节点，且是最容易出故障的地方。所以为了提高光伏系统的安全性及稳定性，最好的方式是在逆变器上进行合理的冗余设计。在光伏系统中，为了提高系统的稳定性，而给系统添加冗余的方式多样，大体分以下几种形式：(1)硬件冗余。修改逆变器拓扑结构，在原有结构的基础上，添加冗余的开关，在逆变器发生开关故障时，及时切换，从而使逆变器的正常运行不受影响；或者在逆变器的控制芯片即原有主控芯片基础上添加一个芯片备用，应对当某一个芯片出故障时，冗余的芯片能及时接管任务，保证系统正常运行。(2)软件冗余。利用SVPWM的冗余矢量，当发生逆变器开关故障时，根据相近的冗余矢量，改变控制原有开关，转为控制其它开关，尽量保证输出波形不失真。前述的冗余策略有一个共同的缺点，即都只能应对单一的故障。如，添加冗余开关和利用冗余矢量都只能应对逆变器开关故障，且后者还会造成少量的波形失真；添加冗余芯片只能对芯片进行冗余保护，且添加冗余芯片会使对光伏系统的控制更加复杂。再者，因为前述的冗余策略都针对的是比较细微的故障，正是这些故障点太过细小，所以难以区分，甚至难以检测，所以相关的故障检测也是当前的学者正在积极研究的难题。最后，若将上述策略进行组合，虽然增加了系统应对故障的全面性，但同时也增加了光伏系统的复杂度，这样做得不偿失。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种光伏冗余逆变器系统，，能保证在有多台逆变器出现故障时，光伏系统仍能正常工作，提升了光伏系统的稳定性。本专利技术提供了一种光伏冗余逆变器系统，包括：直流变换模块和逆变模块；光伏阵列、所述直流变换模块、所述逆变模块和电网依次串联；所述逆变模块包括至少两个逆变子模块，至少两个所述逆变子模块的输入端并联接入所述直流变换模块的输出端，至少两个所述逆变子模块的输入端并联接入所述光伏阵列的输出端，至少两个所述逆变子模块的输出端并联接入电网；所述逆变子模块包括：逆变器、逆变器调节单元和功率均分外环；所述功率均分外环用于将所述直流变换模块的输出电压与所述光伏阵列处于最大功率时的电压之间的差值按预设比例进行调节，将调节后的差值根据所述逆变子模块的数量进行均分，得到所述逆变器的电流参考值；所述逆变器调节单元用于调节所述逆变器的输出电流等于所述电流参考值。优选地，所述预设比例为：式中，Idc为直流变换模块的输出电流，Udc为直流变换模块的输出电压，U0为光伏阵列处于最大功率时的电压，Uac为逆变器的输出电压。优选地，所述逆变器调节单元包括：电流内环和PWM调制器；所述PWM调制器的输入端与所述电流内环的输出端电连接，所述PWM调制器的输出端与所述逆变器的输入端电连接，所述电流内环的输入端与所述功率均分外环的输出端电连接；所述电流内环用于根据所述电流参考值与所述逆变器的输出电流的比对结果生成参考电压；所述PWM调制器用于根据所述参考电压调节输入所述逆变器的PWM波形，使得所述逆变器的输出电流等于所述电流参考值。优选地，所述逆变器的输出端与电网之间的连接线路上设置有滤波电路。优选地，本专利技术提供的一种光伏冗余逆变器系统还包括：MPPT控制器；所述MPPT控制器的输出端与所述直流变换模块电连接，所述MPPT控制器的输出端与各个所述功率均分外环的输入端电连接；所述MPPT控制器用于通过MPPT算法根据所述光伏阵列的输出电压和输出电流调节输入所述直流变换模块的PWM波形，使得所述光伏阵列的输出功率最大，再输出所述光伏阵列处于最大功率时的电压。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术提供的一种光伏冗余逆变器系统包括：直流变换模块和逆变模块；光伏阵列、直流变换模块、逆变模块和电网依次串联；逆变模块包括至少两个逆变子模块，至少两个逆变子模块的输入端并联接入直流变换模块的输出端，至少两个逆变子模块的输入端并联接入光伏阵列的输出端，至少两个逆变子模块的输出端并联接入电网；逆变子模块包括：逆变器、逆变器调节单元和功率均分外环；功率均分外环用于将直流变换模块的输出电压与光伏阵列处于最大功率时的电压之间的差值按预设比例进行调节，将调节后的差值根据逆变子模块的数量进行均分，得到逆变器的电流参考值；逆变器调节单元用于调节逆变器的输出电流等于电流参考值。本专利技术采用逆变器并联的冗余方式，不仅能应对更多种类的逆变器故障情况，而且降低了故障检测的复杂性，不需要去细究逆变器出现了何种类别的故障，只需知道系统中有逆变器出故障，其余正常的逆变器重新进行功率均分即可。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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术提供的一种光伏冗余逆变器系统的一个实施例的结构示意图。图2为功率均分外环的逻辑示意图；图3为本专利技术提供的一种光伏冗余逆变器系统的一个实施例的另一结构示意图；图4为功率均分外环和电流内环的结构示意图；图5为a相电网电压和a相并网电流的示意图；图6为并网电流的对比示意图；图7为输出功率的对比示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种光伏冗余逆变器系统，能保证在有多台逆变器出现故障时，光伏系统仍能正常工作，提升了光伏系统的稳定性。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1(以两台逆变器为例)，本专利技术提供的一种光伏冗余逆变器系统的一个实施例，包括：直流变换模块和逆变模块；光伏阵列、直流变换模块、逆变模块和电网依次串联；逆变模块包括至少两个逆变子模块，至少两个逆变子模块的输入端并联接入直流变换模块的输出端，至少两个逆变子模块的输入端并联接入光伏阵列的输出端，至少两个逆变子模块的输出端并联接入电网；逆变子模块包括：逆变器、逆变器调节单元和功率均分外环；功率均分外环用于将直流变换模块的输出电压与光伏阵列处于最大功率时的电压之间的差值按预设比例进行调节，将调节后的差值根据逆变子模块的数量进行均分，得到逆变器的电流参考值；逆变器调节单元用于调节逆变器的输出电流等于电流参考值。本专利技术采用逆变器并联的冗余方式，不仅能应对更多种类的逆变器故障情况，而且降低了故障检测的复杂性，不需要去细究逆变器出现了何种类别的故障，只需知道系统中有逆变器出故障，其余正常的逆变器重新进行功率均分即可。更具体地，本专利技术由于多台逆变器并联工作可以降低每台逆变器的输出功率，从而降低了逆变器的损耗，从侧面减少了逆变器出故障的可能性，使整个光伏系统更加稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏冗余逆变器系统，其特征在于，包括：直流变换模块和逆变模块；光伏阵列、所述直流变换模块、所述逆变模块和电网依次串联；所述逆变模块包括至少两个逆变子模块，至少两个所述逆变子模块的输入端并联接入所述直流变换模块的输出端，至少两个所述逆变子模块的输入端并联接入所述光伏阵列的输出端，至少两个所述逆变子模块的输出端并联接入电网；所述逆变子模块包括：逆变器、逆变器调节单元和功率均分外环；所述功率均分外环用于将所述直流变换模块的输出电压与所述光伏阵列处于最大功率时的电压之间的差值按预设比例进行调节，将调节后的差值根据所述逆变子模块的数量进行均分，得到所述逆变器的电流参考值；所述逆变器调节单元用于调节所述逆变器的输出电流等于所述电流参考值。

【技术特征摘要】
1.一种光伏冗余逆变器系统，其特征在于，包括：直流变换模块和逆变模块；光伏阵列、所述直流变换模块、所述逆变模块和电网依次串联；所述逆变模块包括至少两个逆变子模块，至少两个所述逆变子模块的输入端并联接入所述直流变换模块的输出端，至少两个所述逆变子模块的输入端并联接入所述光伏阵列的输出端，至少两个所述逆变子模块的输出端并联接入电网；所述逆变子模块包括：逆变器、逆变器调节单元和功率均分外环；所述功率均分外环用于将所述直流变换模块的输出电压与所述光伏阵列处于最大功率时的电压之间的差值按预设比例进行调节，将调节后的差值根据所述逆变子模块的数量进行均分，得到所述逆变器的电流参考值；所述逆变器调节单元用于调节所述逆变器的输出电流等于所述电流参考值。2.根据权利要求1所述的光伏冗余逆变器系统，其特征在于，所述预设比例为：式中，Idc为直流变换模块的输出电流，Udc为直流变换模块的输出电压，U0为光伏阵列处于最大功率时的电压，Uac为逆变器的输出电压。3.根据权利要求1所述的光伏冗余逆变器系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：余松森，李扬，李艳玲，汤庸，赵振宇，余康，龚玉洁，汤中泽，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44