[发明专利]一种动态切换逆变单元的光伏并网发电系统及其切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电系统，尤其涉及一种动态切换逆变单元的光伏发电系统；本发明还涉及光伏发电系统中逆变单元的动态切换方法。

背景技术

光伏逆变器作为光伏发电系统中关键性的部件，其综合性能对电力用户和电力系统都有着十分重要的影响。以10MW光伏电站为例，对于单级式逆变器而言，假如其中一台逆变器故障从电网中切除，整个电站的日发电量会大大减少，对于逆变器的使用率也大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态切换的大功率光伏并网发电系统，某一台逆变器发生故障时，系统只切除其中的一个逆变器单元，而另外的逆变单元依然能够尽自己的最大努力向电网输送功率；

本发明的又一目的在于提供一种光伏发电系统中逆变单元的动态切换方法，可以根据当前的逆变单元正常与否来决定是否让该逆变单元作为主机。

本发明采用如下技术方案实现：

一种动态切换逆变单元的光伏并网发电系统，该发电系统由主从控制模式的逆变支路并联而成，直流侧接入PV阵列，交流侧并入电网，每条逆变支路中设置有开关控制器和直流接触器，逆变支路中还包括直流稳压支路、全桥逆变单元和滤波回路，其特征在于，所述PV阵列和直流稳压支路之间设置有动态切换接触器组件，所述动态切换接触器组件中的动态切换开关跨接在相邻的逆变支路之间，所述开关控制器通过控制动态切换开关的导通和关断使各个逆变支路处于待机模式或工作模式。

进一步的，所述逆变支路为四条，所述动态切换接触器为直流接触器，其中：第一动态切换开关跨接在第一、二逆变支路之间，第二动态切换开关跨接在第二、三逆变支路之间，第三动态切换开关跨接在第三、四逆变支路之间。

进一步的，四条逆变支路中的其中一个控制器作为主机，其他三个控制器作为响应主机指令的从机，主机和从机之间通过RS485连接进行半双工通信。

一种光伏并网发电系统动态切换逆变单元的切换方法，其特征在于，启动所述动态切换接触器组件，判断全桥逆变单元中的第一逆变单元是否工作正常，如果工作正常则设置第一逆变单元作为主机，其余的逆变单元作为从机，系统运行；或：

第一逆变单元工作不正常，则判断第二逆变单元是否工作正常，如果工作正常则设置第二逆变单元作为主机，将第一逆变单元从回路中切除，使第三、四逆变单元作为从机系统运行；或：

第二逆变单元工作不正常，则判断第三逆变单元是否工作正常，如果工作正常则设置第三逆变单元作为主机，将第一、二逆变单元从回路中切除，第四逆变单元作为从机，系统运行；或：

第三逆变单元工作不正常，则判断第四逆变单元是否工作正常，如果工作正常则设置第四逆变单元作为主机，将第一、二、三逆变单元从回路中切除，系统运行；或：

第四逆变单元工作不正常，系统故障停机。

本发明具备的有益技术效果是：

发电系统中设置有动态切换接触器组件，通过动态切换开关的导通和关断使各个逆变支路处于工作模式或待机模式，不仅能够实现四个逆变单元并联运行，而且在四个逆变单元同时运行时，它们的直流输入是独立的，能够实现四路MPPT，在回路中完全没有环流产生。若其中某一逆变单元发生故障时，系统能够及时的将其切除，其余的逆变器单元依然能够正常的工作。这样不仅能够大大的提高了逆变器的发电量，而且能够提高系统的稳定性。以四模块500kW光伏并网逆变器为例，四个逆变单元可以独立运行，四块主板相互通信，其中一块主板作为主机，其他三块作为从机，响应主机发出的指令；作为主机的控制板主要完成对各个直流接触器的控制，来实现逆变单元的动态切换；当从机发生故障时，主机可以通过控制接触器将这路逆变单元切除；当主机发生故障时，将由另外一块从机来担任主机的任务，实现功率的动态分配。在某一台逆变器发生故障时，系统只切除其中的一个逆变器单元，而另外的逆变单元依然能够尽自己的最大努力向电网输送功率，这样不仅能够提高逆变器的发电量，而且能使系统更加的稳定可靠。

附图说明

图1是光伏电站发电系统的系统整体结构图。

图2是动态切换光伏并网发电系统的系统流程框图。

图3是多机并联光伏并网逆变器主机、从机通信示意图。

图4是本发明动态切换光伏并网发电系统的电路原理图。

图5是多机并联光伏并网逆变器主机切换流程图。

具体实施方式