[发明专利]光伏逆变器及其控制方法和光伏发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏逆变器的控制方法、一种光伏逆变器以及具有该光伏逆变器的光伏发电系统。

背景技术

随着不可再生能源的消耗和环境污染的日益严重，世界各国对节能减排越来越重视，绿色能源成为未来能源的发展方向，各国政府也加大了对绿色能源的扶持力度，太阳能发电产业得以快速发展。太阳能发电包括光热发电和光伏发电，当前的光伏发电系统包括太阳能电池板、光伏逆变器等设备，其中光伏逆变器是将太阳能电池板中的电能转换为交流电输出给电网或为交流负载供电。

然而，光伏发电受外部因素影响很大，光照强度、温度等因素都会影响太阳能电池板的开路电压和电能，这就导致太阳能电池在不同时段、不同季节的开路电压和电能不同。为了最大限度的利用太阳能电池中的电能，光伏逆变器除了在运行过程中采用最大功率跟踪算法外，还应该根据太阳能电池板的情况，及时的启动和停止。例如，在早晨或合适的条件下，需要启动光伏逆变器；而在夜间或多云的条件下，太阳能电池板无法提供充足的能量，则需要关闭光伏逆变器。

为了控制光伏逆变器的启停，当前光伏逆变器主要采用两种控制方案：一是根据固定的电压进行启停；二是外接辅助设备，由辅助设备对太阳能电池板进行检测后，决定是否启动光伏逆变器。

其中，采用固定的电压进行启停光伏逆变器时，光伏逆变器对太阳能电池板的开路电压进行检测，当太阳能电池的开路电压高于设定值，光伏逆变器启动。该方案简单易行，无需安装辅助设备，但是适应能力不强。不同地域、不同季节的外部条件不尽相同，采用固定电压启动，将无法最大限度的利用太阳能电池中的电能，如果固定电压设置过低，太阳能电池中的电能无法支撑光伏逆变器运行，光伏逆变器会反复频繁地启停，导致光伏逆变器的使用寿命减短；如果固定电压设置过高，光伏逆变器在太阳能电池中有一定的电能时不启动，导致太阳能电池中电能浪费，太阳能利用效率降低。

而采用外接辅助设备控制启停光伏逆变器时，由辅助设备对太阳能电池板的开路电压、短路电流、功率等参数进行检测，符合启动条件后，启动光伏逆变器。这种方案的适应能力较强，但是需要加装辅助设备，导致光伏逆变器成本增加，结构变得复杂；同时光伏逆变器的启停也由辅助设备控制，当辅助设备失效时，会导致光伏逆变器无法正常启停，影响光伏逆变器的正常使用，降低了光伏逆变器的逆变效率。

发明内容

本发明的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术缺陷。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种光伏逆变器的控制方法，该控制方法能够自适应调节光伏逆变器的启动电压，根据实时的启动电压控制光伏逆变器启停，最大限度地提高光伏逆变器对太阳能电池板电能的利用效率，控制方法简单可靠。

本发明的第二个目的在于提出一种光伏逆变器。本发明的第三个目的在于提出一种具有该光伏逆变器的光伏发电系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种光伏逆变器的控制方法，包括如下步骤：实时检测所述光伏逆变器的直流输入侧的直流电压；检测所述光伏逆变器的交流输出侧的交流电压和交流电流；根据所述直流电压、所述交流电压和交流电流控制所述光伏逆变器的启动和停止。

根据本发明实施例提出的控制方法，通过检测的光伏逆变器的直流输入侧的直流电压以及交流输出侧的交流电压和交流电流来控制光伏逆变器的启停，即可以自适应地调整光伏逆变器的启动电压，根据实时的启动电压控制光伏逆变器启停，最大限度地提高光伏逆变器对太阳能电池板电能的利用效率，并且控制方法简单可靠。

在本发明的一个实施例中，当所述直流输入侧的当前直流电压大于预设启动电压时，控制所述光伏逆变器进行启动，并且，在所述光伏逆变器进行启动的过程中，对所述预设启动电压进行修正。

在本发明的一个实施例中，当所述光伏逆变器尝试并网时，如果所述直流输入侧的当前直流电压小于尝试并网前所述直流输入侧的电压，且所述直流输入侧的当前直流电压与并网前所述直流输入侧的电压之间的差值大于第一阈值，则调节所述预设启动电压增大。

在本发明的一个实施例中，当所述光伏逆变器第一次启动时，所述预设启动电压根据以下公式计算得到：

UdcStart=Upvopen*K

其中，UdcStart为预设启动电压，Upvopen为所述直流输入侧的太阳能电池阵列的额定开路电压，K为常数。优选地，K可以为0.78。