光伏逆变器、光伏系统及其控制方法技术方案

本申请提供了一种光伏逆变器、光伏系统及其控制方法，该光伏逆变器统包括变压电路、逆变电路和控制器；控制器用于在变压电路未工作于最大功率状态时，基于逆变电路在当前时段的输出功率和第一时段的输出功率提升逆变电路的输出功率，逆变电路的输出功率的提升量为逆变电路的功率增量预估值。采用本申请，逆变器可以避免光伏系统在基于过大步长提高逆变电路输出功率的过程中导致母线电压变低，并提高母线电压的稳定性，在保障逆变器稳定运行和功率器件的安全使用的前提下稳定提升逆变器的输出功率，提高光伏系统的供电效率。提高光伏系统的供电效率。提高光伏系统的供电效率。

【技术实现步骤摘要】
光伏逆变器、光伏系统及其控制方法


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种光伏逆变器、光伏系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]在电力电子
中，通常利用光伏逆变器中的逆变电路将直流电能转换为交流电能，使得电能可以在电源(例如，光伏组件)和负载之间的传输。在这种光伏系统中，光伏逆变器通常需要基于光伏组件的供电能力调整供电功率(例如，输出功率)，以使得变压电路工作在最大功率点，这一过程被称为最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)。通常在实际应用中，光伏逆变器还可以连接储能单元，这里的光伏逆变器可以将光伏组件输出的一部分直流电能转换为交流电能提供给负载或者电网使用，并将光伏组件输出的另一部分直流电能储存至储能单元。本申请的专利技术人在研究和实践的过程中发现，在现有技术中，当光伏逆变器以满功率对储能单元充电或者当储能单元处于满电状态时，如果光伏逆变器在最大功率点追踪的过程中需要提升逆变电路的输出功率，则可能导致储能充电功率减小或者储能充电转放电，导致逆变器或者其控制模块检测到储能单元的充电功率减小或者检测到储能单元处于放电状态，转而减小逆变器的输出功率。这种控制方法可能导致储能单元反复在充放电状态下转换，或者造成系统并网功率反复波动，使得逆变器不能稳定工作于最大功率点，提升供电成本，适应性差。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种光伏逆变器、光伏系统及其控制方法，可以避免光伏系统在基于过大步长提高逆变电路输出功率的过程中导致母线电压变低，并提高母线电压的稳定性，在保障逆变器稳定运行和功率器件的安全使用的前提下稳定提升逆变器的输出功率，提高光伏系统的供电效率。
[0004]第一方面，本申请提供了一种光伏逆变器，光伏逆变器包括变压电路、逆变电路和控制器。这里，变压电路的一端可用于连接光伏组件，变压电路的另一端可用于逆变电路的一端，逆变电路的另一端可用于连接电网，逆变电路与电网连接于并网点。这里的变压电路，可用于将光伏组件输入的直流电输出给逆变电路。这里的逆变电路，可用于接收变压电路输出的直流电，并用于将接收的变压电路输出的直流电转换成交流电输出给电网。这里的控制器可用于在变压电路未工作于最大功率状态时，基于逆变电路在当前时段的输出功率和第一时段的输出功率提升逆变电路的输出功率。这里的逆变电路的输出功率的提升量可以称为逆变电路的功率增量预估值，逆变电路的功率增量预估值的大小与当前时段的输出功率和第一时段的输出功率的差值成正比关系。这里，成正比关系可以是一次函数关系，也可以是非一次函数的正相关关系。例如，若逆变电路在当前时段的输出功率和第一时段的输出功率的差值为x，可由公式
△
P＝k*x+A计算得到逆变电路的功率增量预估值
△
P，其中，k和A为基于具体应用场景下设计的系数或者参数。其中，第一时段在当前时段之前。
[0005]在本申请中，光伏组件(或者多个光伏组件组成的光伏组串)可以作为电源通过光伏逆变器连接电网，光伏逆变器可以将光伏组件提供的直流电能转换为交流电能提供给电网。这里，光伏逆变器可以包括变压电路和逆变电路，变压电路可以将光伏组件的输出电压转换为与逆变电路相匹配的直流电压传输给逆变电路，逆变电路可以将直流电能转换为交流电能，以使得逆变电路输出的电能可以适配交流电网。
[0006]在光伏供电场景中，为了最大程度利用光伏组件产生的电能，光伏逆变器可以采用最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)技术进行供电，也即，控制逆变器的输出功率，使得光伏组件工作在最大功率点，以使得逆变器能够最大输出功率向电网输出电能。然而，在一些情况下，如电网(包括负载)需要的输出功率较低的，也会需要控制逆变器的输出功率处于非MPPT状态，亦即未工作于最大功率状态。在非MPPT状态下，根据调度指令，可能需要提升逆变器的输出功率，但由于逆变器处于非MPPT状态时无法知晓逆变器的最大输出功率，此时逆变器的输出功率提升过多，会导致逆变器的输出功率超出其功率输出能力，可能导致宕机的风险。
[0007]在本申请中，引入了功率增量预估值的概念，控制器可以基于功率增量预估值调节逆变器的输出功率，应理解，逆变器的输出功率由逆变器中逆变电路的输出功率决定，而逆变电路的输出功率会受到前级变压电路的输出功率的限制，逆变器输出功率的提升，或者说，逆变电路输出功率的提升，需要考虑前级变压电路的功率输出能力，这里的功率增量预估值可以基于逆变电路在当前时段的输出功率和逆变电路在第一时段的输出功率得到。可以理解，控制器可以基于逆变电路在当前时段的输出功率和第一时段的输出功率，评估变压电路在当前时段输出电能的能力，进而得到大小合适的功率增量预估值，基于这个功率增量预估值对逆变器的输出功率进行调节。换句话说，控制器可以基于逆变电路在当前时段和第一时段之间的输出功率得到一个大小合适的功率增量预估值，并基于这个功率增量预估值对逆变器的输出功率进行调节，可以避免光伏系统在基于过大步长提高逆变电路输出功率的过程中导致母线电压变低，并提高母线电压的稳定性，在保障逆变器稳定运行和功率器件的安全使用的前提下稳定提升逆变器的输出功率，提高光伏系统的供电效率。
[0008]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，变压电路的另一端可用于连接储能单元，并用于将光伏组件输入的直流电输出给储能单元。这里的逆变电路，可用于接收储能单元输出的直流电，并用于将接收的储能单元输出的直流电转换成交流电输出给电网。
[0009]可以理解，在光伏逆变器没有工作在最大功率状态时，电网侧(或者说光伏逆变器的交流端)可能需要光伏逆变器提高输出功率(例如，电网侧等效负载升高，或者电网侧的并网标准对应的并网功率增高，或者本地负载的用电功率升高)，进而提高逆变电路的输入功率。如果按照过大的调节步长调节逆变电路的输出功率，可能会导致母线电压降低，进而导致系统为了提升逆变电路的输出功率而通过储能单元向逆变电路放电，或者导致储能单元的充电功率减小。进而当光伏逆变器或者光伏系统中的其他控制器检测到储能单元通过逆变电路向逆变电路放电，或者检测到储能单元的充电功率减小，或者检测到母线电压降低时，又会进一步调节逆变电路减小输出功率。这可能导致储能单元反复在充放电状态下转换，或者造成系统并网功率反复波动，或者造成母线电压反复波动，或者使得变压电路不能稳定工作于最大功率状态。如果按照过小的调节步长调节逆变电路的输出功率，可能会导致系统追踪最大功率点的时间过慢，降低光伏系统的供电效率。
[0010]在本申请中，控制器可以基于逆变电路在当前时段的输出功率和第一时段的输出功率，评估变压电路在当前时段输出电能的能力，进而得到大小合适的功率增量预估值，基于这个功率增量预估值对逆变器的输出功率进行调节。换句话说，控制器可以基于逆变电路在当前时段和第一时段之间的输出功率得到一个大小合适的功率增量预估值，并基于这个功率增量预估值对逆变器的输出功率进行调节，可以避免光伏系统在提高逆变电路输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器包括变压电路、逆变电路和控制器，所述变压电路的一端用于连接光伏组件，所述变压电路的另一端用于连接所述逆变电路的一端，所述逆变电路的另一端用于连接电网，所述逆变电路与所述电网连接于并网点；所述变压电路，用于将所述光伏组件输入的直流电输出给所述逆变电路；所述逆变电路，用于接收所述变压电路输出的直流电，并用于将接收的所述变压电路输出的直流电转换成交流电输出给所述电网；所述控制器用于在所述变压电路未工作于最大功率状态时，基于所述逆变电路在当前时段的输出功率和第一时段的输出功率提升所述逆变电路的输出功率，所述逆变电路的输出功率的提升量为所述逆变电路的功率增量预估值，所述逆变电路的功率增量预估值的大小与所述当前时段的输出功率和所述第一时段的输出功率的差值成正比关系，其中，所述第一时段在所述当前时段之前。2.根据权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述变压电路的另一端用于连接储能单元，并用于将所述光伏组件输入的直流电输出给所述储能单元；所述逆变电路，用于接收所述储能单元输出的直流电，并用于将接收的所述储能单元输出的直流电转换成交流电输出给所述电网。3.根据权利要求1或2所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器用于在所述变压电路未工作于最大功率状态时，若当前时段所述逆变电路的输出功率与第一时段所述逆变电路的输出功率的差值小于第一阈值时，将所述逆变电路的功率增量预估值设置为第一功率增量值。4.根据权利要求3所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器还用于在所述变压电路未工作于最大功率状态时，若当前时段所述逆变电路的输出功率与第一时段所述逆变电路的输出功率的差值大于或者等于所述第一阈值，且当前时段所述逆变电路的输出功率与第二时段所述逆变电路的输出功率的差值小于第二阈值时，将所述逆变电路的功率增量预估值设置为第二功率增量值，其中，所述第二时段在所述第一时段之前，所述第二功率增量值大于所述第一功率增量值。5.根据权利要求4所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器还用于在所述变压电路未工作于最大功率状态时，若当前时段所述逆变电路的输出功率与第一时段所述逆变电路的输出功率的差值大于或者等于所述第一阈值，且当前时段所述逆变电路的输出功率与第二时段所述逆变电路的输出功率的差值大于或等于所述第二阈值时，将所述逆变电路的功率增量预估值设置为第三功率增量值，其中，所述第三功率增量值大于所述第二功率增量值。6.根据权利要求4或5所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器用于在所述变压电路由最大功率状态转换为非最大功率状态时，将所述逆变电路的功率增量预估值设置为第四功率增量值，所述第四功率增量值小于所述第二功率增量值。7.一种光伏系统，其特征在于，所述光伏系统包括一个或多个如权利要求1
‑
5任一项所述的光伏逆变器，所述光伏逆变器的一端用于连接光伏组件，所述光伏逆变器的另一端用于连接电网。8.一种光伏逆变器的控制方法，其特征在于，所述控制方法适用于光伏逆变器，所述光伏逆变器包括变压电路、逆变电路和控制器；

【专利技术属性】
技术研发人员：肖刚，黄重月，顾桂磊，宋振刚，刘文涛，李学功，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：