[发明专利]一种光伏并网逆变器的输入电压跟随启动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏并网逆变器的控制方法，尤其是电压跟随启动控制方法。能够判断输入电压的高低，从而自动选择启动逆变模块，最大限度提高光伏组件电压利用率。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活水平提高的最重要的物质基础。目前全世界能源的供应主要依赖石油、天然气、煤炭等石化能源，但石化能源的资源有限且开发使用时还会带有环境污染的问题，严重制约着社会和经济的可持续性发展，因此加快可再生能源的开发和利用是解决世界能源和环境问题的重要途径和措施。

太阳能是资源最丰富的可再生能源，在当前全球石化能源日益紧缺，价格飞涨的情况下，许多国家采取优惠的政策鼓励太阳能技术的开发和应用。太阳能供电技术作为一种高新技术，最早应用于航空探险等高端应用场合，随着各国的推动，太阳能供电技术也得到了日新月异的发展。在我国十五能源规划中新能源规划从2009年到2020年，整体规划到2020年新能源产业在国内的投资总额将超过3万亿元，太阳能将成为未来几年能源产业领域中发展最快，新技术应用的新型能源之一。太阳能供电的组成部分一般分为两大部分：1、太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其原理主要是一个光电转换的过程，其转换输出电压会随着太阳的光照强度不同而发生改变。2、逆变器：主要作用是将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能。目前市场上的中大功率光伏并网逆变器，其启动电压都比较高，一般为450V左右。从光伏资源充沛地区的光照时间看，一般在组件输出电压低于450V后直到零界值，通常还有两个小时左右的时间，这就相当于光伏电站如果采用这类逆变器，在逆变器完全停止工作后，光伏组件还继续工作两个小时，而这部分电能却被白白浪费了。所以发明一种低电压也能启动的逆变器，在实际应用中有着重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏并网逆变器的控制方法。能对电池组件剩余电量进行有效利用。

本发明采取的技术方案：

电压跟随控制模块2根据其检测到的输入电压来选择由高压逆变模块3和高压稳压模块4组成的高压模式通道或由低压逆变模块5和低压稳压模块6组成的低压模式通道，共用驱动模块1。

共用的驱动模块1由高速DSP芯片组成，内部程序能够产生三相PWM驱动信号，并具备处理各种检测信号能力，与电压跟随控制模块2相连接，形成完整的驱动通道。

电压跟随控制模块2由高性能单片机组成，固化有专用程序，能自行检测并判断电压等级，能根据电压等级自动切换驱动信号的输出端口。

逆变模块分为高压逆变模块3和低压逆变模块5，其相互独立，并相互联动，同一时间内只能有一组模块工作。

方案中驱动模块1核心采用高性能DSP处理芯片，能对输入电压、电流和各个保扩点采样信号进行高速处理，确保系统稳定运行。输入电压跟随控制模块2采用实时电压监测方案，当系统检测到电压低于设定值时，系统发出指令切换驱动信号回路，使系统由原来的高压位运行转为低压位运行。逆变模块分别设立独立通路，分别选用符合系统电压的高性能IGBT，高压位时启动高压逆变模块3和高压稳压模块4；低压位时启动低压逆变模块5和低压稳压模块6，保证系统的转换效率。

本发明的特点及优点是：系统拥有两套逆变模块和稳压模块，其启动电压容易做到无缝链接，能够最大程度利用组件的发电资源，还有利于提高系统的整体逆变效率。一组驱动模块分别驱动两组逆变模块，不需人为干涉，只要给定设定值，当系统检测到条件满足，系统会自动切换。

附图说明

图1是本发明系统原理框图。

图中所示：1.驱动模块；2.电压跟随控制模块；3.高压逆变模块；4.高压稳压模块；5.低压逆变模块；6.低压稳压模块；7.公共电网。

具体实施方式

连接方式：驱动模块1先与电压跟随控制模块2并联；电压跟随控制模块2与高压逆变模块3并联；高压逆变模块3再与高压稳压模块4串联，最后，高压稳压模块4与公共电网7并联。相同的，电压跟随控制模块2与低压逆变模块5也是并联的；低压逆变模块5再与低压稳压模块6串联，最后也是与公共电网7并联；需要强调的是：高压逆变模块3和高压稳压模块4组成同一高压通路。低压逆变模块5和低压稳压模块6组成同一低压通路。在同时间内，高低压通路中只能有一个通路正常工作。

具体实施方法：驱动模块1主要由高速DSP芯片构成，由软件控制产生三相调制波，并联接入电压跟随控制模块2，电压跟随控制模块2由电压检测芯片和执行开关组成，可判断输入直流电压的高低，从而由执行开关选择要接通的端口，输出IGBT驱动信号。电压跟随控制模块2输出的驱动信号分别可与高压逆变模块3和低压逆变模块5相连接；高压逆变模块3主要由大功率IGBT模块、驱动板和滤波电容组成，负责把输入的直流电源转换成交流电源。高压逆变模块3的输出与高压稳压模块4相连接，高压稳压模块4由电抗绕组和变压绕组组成，主要起到输出稳定电压的作用，使之逆变出来的电压符合电网要求。低压逆模块5与低压稳压模块6相连，它们的组成器件和高压部分相同，只是启动电压不同。也是起到电源转换和稳定输出电压的作用。它们的输出端直接接入公共电网7，它们的工作状态由输入电压跟随模块2决定，在同一时间内，只有一组模块工作。