【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光伏发电，尤其涉及变换器的控制方法、变换器及光伏发电系统。
技术介绍
1、目前，为了解决光伏组件串并联失配问题，通常会在每个光伏组件连接一个具有独立mppt(maximum power point tracking，最大功率点跟踪)功能的变换器(也称优化器)，变换器的输出通过一定的串并联组合后接入逆变器。在采用分布式mppt技术的光伏系统中，变换器可以将光伏组件的输入电压/电流转换为不同的输出电压/电流，实现光伏组件级别的mppt功能，最大限度提高系统发电量。
2、光伏发电系统配置有变换器后，由于变换器可以限压输出，在配置光伏组件时灵活性更大，单个光伏组串中光伏组件串联数量的上限可以提高，允许光伏发电系统有更高的超配比。为了实现限压输出，避免光伏组串电压过高导致逆变器过压保护甚至是失效，现有变换器控制方法采用固定限压法，也即变换器设置固定限压点，变换器控制输出电压小于等于固定限压点。
3、为了配合变换器的固定限压法，逆变器的输入电压控制策略须做调整变更，由原先的mppt模式修改为固定输入电压控制模式。然而，当光伏组串中的多个光伏组件被严重遮挡时，会导致逆变器的输入电压工作点大于光伏组串的限压点，通过逆变器输入电压环的作用会使逆变器输入电流减小至零，进而出现光伏组串功率掉零的情况，严重影响发电量。
技术实现思路
1、本申请实施例公开了一种变换器的控制方法、变换器及光伏发电系统，能够在实现限压输出的同时适配逆变器已有的mppt控制策略，避免光伏组串功率
2、第一方面，本申请实施例公开一种变换器的控制方法，用于对变换器的输出进行控制，所述变换器的输入端连接至少一个光伏组件，所述变换器的输出端连接逆变器；所述变换器用于将所述至少一个光伏组件所产生的能量经过变换后输出。所述控制方法包括：
3、根据所述光伏组件的输出功率和电压的pv曲线确定所述变换器的输出pv曲线；所述输出pv曲线至少包括相连接的模拟限压区间和恒功率区间；所述模拟限压区间是指区间内任意一点所对应的变换器输出电压与所述光伏组件的输出电压成比例且比例系数相同；所述恒功率区间是指区间内任意两点所对应的输出电压不同，且区间内任意两点所对应的输出功率之间的差值小于第一预设阈值；根据所述输出pv曲线控制所述变换器的电压输出。
4、第一方面的技术方案，由于变换器的输出pv曲线包括了模拟限压区间，使得变换器的输出pv曲线和光伏组件的输出pv曲线部分相似，也即通过模拟光伏组件输出特性的方式来实现限压，进而使得连接有变换器的光伏组件可以等效为光伏组件，也即从后级的逆变器角度来看，配置有变换器后的光伏组件可以看成是一个新的光伏组件，从而能够在实现限压输出的同时适配逆变器已有的mppt控制策略，能够保证光伏发电系统的稳定性，提高系统的发电量。
5、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述模拟限压区间的第一端点所对应的功率与所述光伏组件的最大输出功率相对应，且所述第一端点所对应的电压由所述光伏组件的最大功率点所对应的电压及所述比例系数确定；所述恒功率区间连接所述第一端点。如此，当所述逆变器采用mppt策略时可以很快的找到最大功率点，且可以避免出现光伏组串功率掉零的情况发生。
6、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述模拟限压区间第二端点所对应的电压为所述变换器的最大输出电压，所述第二端点所对应的功率为0；所述最大输出电压由所述光伏组件的开路电压及所述比例系数确定，或者，所述最大输出电压由逆变器的最大输入电压及每个光伏组串中所串联的光伏组件的数量确定。如此，所述模拟限压区间与光伏组件的输出pv曲线中的最大功率点至光伏组件的开路电压的之间的部分相似，使得连接有变换器后的光伏组件的输出与光伏组件的输出更加相像。
7、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了在适配逆变器的mppt控制策略前提下，使得变换器的输出pv曲线多样化，以提高变换器的适配性，所述输出pv曲线还包括与所述模拟限压区间连接的固定限压区间；所述固定限压区间是指区间内任意一点所对应输出电压固定不变；所述第一端点远离所述固定限压区间。
8、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述固定限压区间所对应的电压为所述变换器的最大输出电压，以实现限压输出，避免光伏组串电压过高导致逆变器过压保护甚至是失效。所述最大输出电压由所述光伏组件的开路电压及所述比例系数确定，或者，所述最大输出电压由逆变器的最大输入电压及每个光伏组串中所串联的光伏组件的数量确定。
9、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述模拟限压区间的第二端点为所述固定限压区间的第一端点；所述模拟限压区间的第一端点所对应的电压由所述光伏组件的最大功率点所对应的电压及伸展系数确定；所述伸展系数大于所述比例系数。如此，可以使得模拟限压区间与固定限压区间存在交点，并使得当所述变换器为降压变换器时，在恒功率期间的输出电压增大，进而能够提高转换效率。
10、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述模拟限压区间的第一端点所对应的电压小于所述固定限压区间所对应的电压，且与所述固定限压区间所对应的电压之间的差值大于预设电压，以避免因模拟限压区间过短而导致光伏组串功率掉零的情况发生。
11、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，当所述变换器仅为升压变换器时，所述恒功率区间的一个端点对应所述光伏组件的最大功率点。
12、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述变换器的输出pv曲线还包括与所述恒功率区间连接的直通区间；所述直通区间与所述光伏组件的输出pv曲线的最大功率点至短路电流点之间的曲线重合，进而使得连接有变换器的光伏组件可以完全等效于光伏组件本身的输出。
13、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述输出pv曲线还包括与所述恒功率区间连接的限流区间；所述限流区间是指区间内任意两点所对应的输出电流之间的差值小于第二预设阈值，且变换器的输出功率随输出电压降低而线性下降。通过设置限流区间，可以避免变换器因输出电压过低时输出大电流而损坏变换器或者逆变器。
14、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述比例系数由所述逆变器的最大允许输入电压及每个光伏组串的开路电压确定；每个光伏组串的开路电压为该组串中串联的光伏组件的数量与每个光伏组件的开路电压的乘积。
15、第二方面，本申请实施例公开一种变换器，所述变换器的输入端连接至少一个光伏组件，所述变换器的输出端连接逆变器；所述变换器用于将所述至少一个光伏组件所产生的能量经过变换后输出。所述变换器包括dc/dc电路、采样电路和控制器。所述dc/dc电路用于对光伏组件输出电压和输出电流进行调节。所述采样电路用于对光伏组件输出电压和输出电流进行采样。所述控制器用于根据采集到的电压和电流确定光伏组件的输出功率和电压的pv曲线。所述控制器还用于根据所述光伏组件的输出功率电压pv曲线确定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变换器，所述变换器的输入端连接至少一个光伏组件，所述变换器的输出端连接逆变器，所述变换器用于将所述至少一个光伏组件所产生的能量经过变换后输出；
2.如权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述模拟限压区间的第一端点所对应的功率与所述光伏组件的最大输出功率相对应，且所述第一端点所对应的电压由所述光伏组件的最大功率点所对应的电压及所述比例系数确定；所述恒功率区间连接所述第一端点。
3.如权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述模拟限压区间第二端点所对应的电压为所述变换器的最大输出电压，所述第二端点所对应的功率为0；所述最大输出电压由所述光伏组件的开路电压及所述比例系数确定，或者，所述最大输出电压由逆变器的最大输入电压及每个光伏组串中所串联的光伏组件的数量确定。
4.如权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述控制器用于获取所述变换器的输出PV曲线，所述输出PV曲线包括相连接的模拟限压区间和恒功率区间、与所述模拟限压区间连接的固定限压区间；所述固定限压区间是指区间内任意一点所对应输出电压固定不变；所述第一端点远离所述固定限压区间。
5
6.如权利要求5所述的变换器，其特征在于，所述模拟限压区间的第一端点所对应的电压小于所述固定限压区间所对应的电压，且与所述固定限压区间所对应的电压之间的差值大于预设电压。
7.如权利要求1-6任一项所述的变换器，其特征在于，当所述变换器仅为升压变换器时，所述恒功率区间的一个端点对应所述光伏组件的最大功率点。
8.如权利要求7所述的变换器，其特征在于，所述控制器用于获取所述变换器的输出PV曲线，所述输出PV曲线包括相连接的模拟限压区间和恒功率区间，所述变换器的输出PV曲线还包括与所述恒功率区间连接的直通区间；所述直通区间与所述光伏组件的输出PV曲线的最大功率点至短路电流点之间的曲线重合。
9.如权利要求1-6任一项所述的变换器，其特征在于，所述控制器用于获取所述变换器的输出PV曲线，所述输出PV曲线包括相连接的模拟限压区间和恒功率区间，所述输出PV曲线还包括与所述恒功率区间连接的限流区间；所述限流区间是指区间内任意两点所对应的输出电流之间的差值小于第二预设阈值，且变换器的输出功率随输出电压降低而线性下降。
10.一种光伏发电系统，包括至少一个光伏组串及逆变器；所述逆变器的输入端与所述至少一个光伏组串连接；其特征在于，每个光伏组串包括多个以串联方式组合在一起的光伏模块；每个光伏模块包括至如权利要求1和9任一项所述变换器；所述变换器的输入端与至少一个光伏组件连接，用于将所述至少一个光伏组件所产生的能量经过变换后输出至所述逆变器。
11.一种变换器的控制方法，用于对变换器的输出进行控制，所述变换器的输入端连接至少一个光伏组件，所述变换器的输出端连接逆变器；所述变换器用于将所述至少一个光伏组件所产生的能量经过变换后输出，并对所述至少一个光伏组件输出电压和输出电流进行调节，以对所述至少一个光伏组件的输出功率进行最大功率跟踪；
12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述模拟限压区间的第一端点所对应的功率与所述光伏组件的最大输出功率相对应，且所述第一端点所对应的电压由所述光伏组件的最大功率点所对应的电压及所述比例系数确定；所述恒功率区间连接所述第一端点，所述模拟限压区间第二端点所对应的电压为所述变换器的最大输出电压，所述第二端点所对应的功率为0；所述最大输出电压由所述光伏组件的开路电压及所述比例系数确定，或者，所述最大输出电压由逆变器的最大输入电压及每个光伏组串中所串联的光伏组件的数量确定。
13.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述控制器用于获取所述变换器的输出PV曲线，所述输出PV曲线包括相连接的模拟限压区间和恒功率区间，所述输出PV曲线还包括与所述模拟限压区间连接的固定限压区间；所述固定限压区间是指区间内任意一点所对应输出电压固定不变；所述第一端点远离所述固定限压区间。
14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述模拟限压区间的第二端点为所述固定限压区间的第一端点；
15.如权利要求11-14任一项所述的控制方法，其特征在于，当所述变换器仅为升压变换器时，所述恒功率区间的一个端点对应所述光伏组件的最大功率点，所述变换器的输出PV曲线还包括与所述恒功率区间连接的直通区间；
...【技术特征摘要】
1.一种变换器，所述变换器的输入端连接至少一个光伏组件，所述变换器的输出端连接逆变器，所述变换器用于将所述至少一个光伏组件所产生的能量经过变换后输出；
2.如权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述模拟限压区间的第一端点所对应的功率与所述光伏组件的最大输出功率相对应，且所述第一端点所对应的电压由所述光伏组件的最大功率点所对应的电压及所述比例系数确定；所述恒功率区间连接所述第一端点。
3.如权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述模拟限压区间第二端点所对应的电压为所述变换器的最大输出电压，所述第二端点所对应的功率为0；所述最大输出电压由所述光伏组件的开路电压及所述比例系数确定，或者，所述最大输出电压由逆变器的最大输入电压及每个光伏组串中所串联的光伏组件的数量确定。
4.如权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述控制器用于获取所述变换器的输出pv曲线，所述输出pv曲线包括相连接的模拟限压区间和恒功率区间、与所述模拟限压区间连接的固定限压区间；所述固定限压区间是指区间内任意一点所对应输出电压固定不变；所述第一端点远离所述固定限压区间。
5.如权利要求4所述的变换器，其特征在于，所述模拟限压区间的第二端点为所述固定限压区间的第一端点；所述模拟限压区间的第一端点所对应的电压由所述光伏组件的最大功率点所对应的电压及伸展系数确定；所述伸展系数大于所述比例系数。
6.如权利要求5所述的变换器，其特征在于，所述模拟限压区间的第一端点所对应的电压小于所述固定限压区间所对应的电压，且与所述固定限压区间所对应的电压之间的差值大于预设电压。
7.如权利要求1-6任一项所述的变换器，其特征在于，当所述变换器仅为升压变换器时，所述恒功率区间的一个端点对应所述光伏组件的最大功率点。
8.如权利要求7所述的变换器，其特征在于，所述控制器用于获取所述变换器的输出pv曲线，所述输出pv曲线包括相连接的模拟限压区间和恒功率区间，所述变换器的输出pv曲线还包括与所述恒功率区间连接的直通区间；所述直通区间与所述光伏组件的输出pv曲线的最大功率点至短路电流点之间的曲线重合。
9.如权利要求1-6任一项所述的变换器，其特征在于，所述控制器用于获取所述变换器的输出pv曲线，所述输出pv曲线包括相连接的模拟...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾桂磊，徐志武，王雨，
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：
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