專利名稱：一種光伏并網(wǎng)逆變器的輸入電壓跟隨啟動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法，尤其是電壓跟隨啟動控制方法。能夠判斷輸入電壓的高低，從而自動選擇啟動逆變模塊，最大限度提高光伏組件電壓利用率。
背景技術(shù)：
能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前全世界能源的供應(yīng)主要依賴石油、天然氣、煤炭等石化能源，但石化能源的資源有限且開發(fā)使用時還會帶有環(huán)境污染的問題，嚴(yán)重制約著社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，因此加快可再生能源的開發(fā)和利用是解決世界能源和環(huán)境問題的重要途徑和措施。太陽能是資源最豐富的可再生能源，在當(dāng)前全球石化能源日益緊缺，價格飛漲的情況下，許多國家采取優(yōu)惠的政策鼓勵太陽能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。太陽能供電技術(shù)作為一種高新技術(shù)，最早應(yīng)用于航空探險等高端應(yīng)用場合，隨著各國的推動，太陽能供電技術(shù)也得到了日新月異的發(fā)展。在我國十五能源規(guī)劃中新能源規(guī)劃從2009年到2020年，整體規(guī)劃到2020年新能源產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的投資總額將超過3萬億元，太陽能將成為未來幾年能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中發(fā)展最快，新技術(shù)應(yīng)用的新型能源之一。太陽能供電的組成部分一般分為兩大部分 1、太陽能電池板太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其原理主要是一個光電轉(zhuǎn)換的過程，其轉(zhuǎn)換輸出電壓會隨著太陽的光照強(qiáng)度不同而發(fā)生改變。2、逆變器主要作用是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能。目前市場上的中大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其啟動電壓都比較高，一般為450V左右。從光伏資源充沛地區(qū)的光照時間看，一般在組件輸出電壓低于450V后直到零界值，通常還有兩個小時左右的時間，這就相當(dāng)于光伏電站如果采用這類逆變器，在逆變器完全停止工作后，光伏組件還繼續(xù)工作兩個小時，而這部分電能卻被白白浪費(fèi)了。所以發(fā)明一種低電壓也能啟動的逆變器，在實際應(yīng)用中有著重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法。能對電池組件剩余電量進(jìn)行有效利用。本發(fā)明采取的技術(shù)方案電壓跟隨控制模塊2根據(jù)其檢測到的輸入電壓來選擇由高壓逆變模塊3和高壓穩(wěn)壓模塊4組成的高壓模式通道或由低壓逆變模塊5和低壓穩(wěn)壓模塊6組成的低壓模式通道，共用驅(qū)動模塊1。共用的驅(qū)動模塊1由高速DSP芯片組成，內(nèi)部程序能夠產(chǎn)生三相PWM驅(qū)動信號，并具備處理各種檢測信號能力，與電壓跟隨控制模塊2相連接，形成完整的驅(qū)動通道。電壓跟隨控制模塊2由高性能單片機(jī)組成，固化有專用程序，能自行檢測并判斷電壓等級，能根據(jù)電壓等級自動切換驅(qū)動信號的輸出端口。逆變模塊分為高壓逆變模塊3和低壓逆變模塊5，其相互獨立，并相互聯(lián)動，同一時間內(nèi)只能有一組模塊工作。方案中驅(qū)動模塊1核心采用高性能DSP處理芯片，能對輸入電壓、電流和各個保擴(kuò)點采樣信號進(jìn)行高速處理，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。輸入電壓跟隨控制模塊2采用實時電壓監(jiān)測方案，當(dāng)系統(tǒng)檢測到電壓低于設(shè)定值時，系統(tǒng)發(fā)出指令切換驅(qū)動信號回路，使系統(tǒng)由原來的高壓位運(yùn)行轉(zhuǎn)為低壓位運(yùn)行。逆變模塊分別設(shè)立獨立通路，分別選用符合系統(tǒng)電壓的高性能IGBT，高壓位時啟動高壓逆變模塊3和高壓穩(wěn)壓模塊4 ；低壓位時啟動低壓逆變模塊5 和低壓穩(wěn)壓模塊6，保證系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的特點及優(yōu)點是系統(tǒng)擁有兩套逆變模塊和穩(wěn)壓模塊，其啟動電壓容易做到無縫鏈接，能夠最大程度利用組件的發(fā)電資源，還有利于提高系統(tǒng)的整體逆變效率。一組驅(qū)動模塊分別驅(qū)動兩組逆變模塊，不需人為干涉，只要給定設(shè)定值，當(dāng)系統(tǒng)檢測到條件滿足，系統(tǒng)會自動切換。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖。圖中所示1.驅(qū)動模塊；2.電壓跟隨控制模塊；3.高壓逆變模塊；4.高壓穩(wěn)壓模塊；5.低壓逆變模塊；6.低壓穩(wěn)壓模塊；7.公共電網(wǎng)。
具體實施例方式連接方式驅(qū)動模塊1先與電壓跟隨控制模塊2并聯(lián)；電壓跟隨控制模塊2與高壓逆變模塊3并聯(lián)；高壓逆變模塊3再與高壓穩(wěn)壓模塊4串聯(lián)，最后，高壓穩(wěn)壓模塊4與公共電網(wǎng)7并聯(lián)。相同的，電壓跟隨控制模塊2與低壓逆變模塊5也是并聯(lián)的；低壓逆變模塊5 再與低壓穩(wěn)壓模塊6串聯(lián)，最后也是與公共電網(wǎng)7并聯(lián)；需要強(qiáng)調(diào)的是高壓逆變模塊3和高壓穩(wěn)壓模塊4組成同一高壓通路。低壓逆變模塊5和低壓穩(wěn)壓模塊6組成同一低壓通路。 在同時間內(nèi)，高低壓通路中只能有一個通路正常工作。具體實施方法驅(qū)動模塊1主要由高速DSP芯片構(gòu)成，由軟件控制產(chǎn)生三相調(diào)制波，并聯(lián)接入電壓跟隨控制模塊2，電壓跟隨控制模塊2由電壓檢測芯片和執(zhí)行開關(guān)組成， 可判斷輸入直流電壓的高低，從而由執(zhí)行開關(guān)選擇要接通的端口，輸出IGBT驅(qū)動信號。電壓跟隨控制模塊2輸出的驅(qū)動信號分別可與高壓逆變模塊3和低壓逆變模塊5相連接；高壓逆變模塊3主要由大功率IGBT模塊、驅(qū)動板和濾波電容組成，負(fù)責(zé)把輸入的直流電源轉(zhuǎn)換成交流電源。高壓逆變模塊3的輸出與高壓穩(wěn)壓模塊4相連接，高壓穩(wěn)壓模塊4由電抗繞組和變壓繞組組成，主要起到輸出穩(wěn)定電壓的作用，使之逆變出來的電壓符合電網(wǎng)要求。低壓逆模塊5與低壓穩(wěn)壓模塊6相連，它們的組成器件和高壓部分相同，只是啟動電壓不同。 也是起到電源轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定輸出電壓的作用。它們的輸出端直接接入公共電網(wǎng)7，它們的工作狀態(tài)由輸入電壓跟隨模塊2決定，在同一時間內(nèi)，只有一組模塊工作。
權(quán)利要求
1.一種光伏并網(wǎng)逆變器的輸入電壓跟隨啟動控制方法，其特征是電壓跟隨控制模塊 (2)根據(jù)其檢測到的輸入電壓來選擇由高壓逆變模塊( 和高壓穩(wěn)壓模塊(4)組成的高壓模式通道或由低壓逆變模塊( 和低壓穩(wěn)壓模塊(6)組成的低壓模式通道，共用驅(qū)動模塊 ⑴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器的輸入電壓跟隨啟動控制方法，其特征是 共用的驅(qū)動模塊(1)由高速DSP芯片組成，內(nèi)部程序能夠產(chǎn)生三相PWM驅(qū)動信號，并具備處理各種檢測信號能力，與電壓跟隨控制模塊⑵相連接，形成完整的驅(qū)動通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器的輸入電壓跟隨啟動控制方法，其特征是 電壓跟隨控制模塊O)由高性能單片機(jī)組成，固化有專用程序，能自行檢測并判斷電壓等級，能根據(jù)電壓等級自動切換驅(qū)動信號的輸出端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器的輸入電壓跟隨啟動控制方法，其特征是 逆變模塊分為高壓逆變模塊C3)和低壓逆變模塊(5)，其相互獨立，并相互聯(lián)動，同一時間內(nèi)只能有一組模塊工作。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于光伏并網(wǎng)逆變器的輸入電壓跟隨啟動控制方法，電壓跟隨控制模塊根據(jù)其檢測到的輸入電壓來選擇由高壓逆變模塊和高壓穩(wěn)壓模塊組成的高壓模式通道或由低壓逆變模塊和低壓穩(wěn)壓模塊組成的低壓模式通道，共用驅(qū)動模塊。目的是解決目前的中大功率光伏并網(wǎng)逆變器啟動電壓過高，光伏組件輸入低電壓段得不到有效利用的問題。本發(fā)明的系統(tǒng)擁有兩套逆變模塊和穩(wěn)壓模塊，其啟動電壓容易做到無縫鏈接，能夠最大程度利用組件的發(fā)電資源，還有利于提高系統(tǒng)的整體逆變效率。一組驅(qū)動模塊分別驅(qū)動兩組逆變模塊，不需人為干涉，只要給定設(shè)定值，當(dāng)系統(tǒng)檢測到條件滿足，系統(tǒng)會自動切換。
文檔編號H02M1/36GK102307005SQ201110268309
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者余騫, 黃雄波 申請人:廣西地凱科技有限公司