光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法、控制裝置和光伏并網(wǎng)逆變器的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制方法，包括確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓；將所述光伏并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。在光伏并網(wǎng)逆變器輸出功率相同的前提下，本申請在一定程度上提高了光伏并網(wǎng)逆變器的交流側(cè)電壓，使得交流側(cè)電流降低，降低了交流側(cè)的能量損耗，從而提高了光伏并網(wǎng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率，進而提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。本申請還分別公開了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制裝置、一種光伏并網(wǎng)逆變器和一種光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【專利說明】光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法、控制裝置和光伏并網(wǎng)逆變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法、控制裝置和光伏并網(wǎng)逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有大型光伏電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)多采用并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器和升壓變壓器組成。其中，光伏組件發(fā)出的直流電匯流后，通過光伏并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，該交流電經(jīng)升壓變壓器升壓后即可并入高壓電網(wǎng)。
[0003]上述光伏發(fā)電系統(tǒng)工作過程中的能量轉(zhuǎn)換、直/交流轉(zhuǎn)換均存在一定的轉(zhuǎn)換效率，直接影響系統(tǒng)的發(fā)電量。因此，有必要采取一定技術(shù)手段提高上述轉(zhuǎn)換效率，進而提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本申請目的在于提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法、控制裝置和光伏并網(wǎng)逆變器，以滿足提高光伏并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換效率、提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量的需求。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案:
[0006]—種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制方法，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器和升壓變壓器，所述方法包括:
[0007]確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓；
[0008]將所述光伏并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。
[0009]優(yōu)選地，所述將所述交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓，具體方法包括:
[0010]根據(jù)所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓確定所述升壓變壓器的最佳變比；
[0011 ] 調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比。
[0012]優(yōu)選地，在所述確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓之前，還包括:
[0013]確定不同控制模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位；所述控制模式包括自動模式和人工模式；
[0014]選擇所述控制模式中的一種作為當(dāng)前控制模式，并根據(jù)相應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位對所述系統(tǒng)進行控制。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)所述當(dāng)前控制模式為自動模式時，所述調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比，包括:通過有載調(diào)壓裝置自動調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比；
[0016]當(dāng)所述當(dāng)前控制模式為人工模式時，所述調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比，包括:通過人工控制無載分接開關(guān)或有載調(diào)壓裝置，來調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比。
[0017]優(yōu)選地，所述確定自動模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位包括:
[0018]計算當(dāng)?shù)匾惶熘兴龉夥M件的MPP電壓的最大變化量AV ;其中，AV=V2-V1,V2為一天中MPP電壓的最大值，Vl為一天中MPP電壓的最小值；
[0019]確定MPP電壓為Vl+i*AV/(n/2+l)的時間點為所述調(diào)節(jié)時間；其中，η為偶數(shù)，表示每天的調(diào)節(jié)次數(shù)，i=l，2,......，n/2;
[0020]確定第k個調(diào)節(jié)檔位對應(yīng)的MPP電壓區(qū)間為[Vl+(k_l)*AV/(n/2+l)，Vl+k*AV/(n/2+1)]，并設(shè)定該區(qū)間對應(yīng)的最佳并網(wǎng)電壓Vk ;其中，k=l, 2，...，n/2+l ；
[0021]所述確定人工模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位包括:
[0022]計算當(dāng)?shù)匾荒曛忻刻熳罡邷囟认滤龉夥M件的MPP電壓的最大變化量Λ V’ ；其中，Λ V’ =V2’ -V1’，V2’為一年中每天最高溫度下MPP電壓的最大值，VI’為一年中每天最高溫度下MPP電壓的最小值；
[0023]確定MPP電壓為VI’ +i’ *AV’ / (η’ /2+1)的時間點為所述調(diào)節(jié)時間；其中，η’為偶數(shù)，表示每年的調(diào)節(jié)次數(shù)，i’=l，2，……，n’/2;
[0024]確定第k’個調(diào)節(jié)檔位對應(yīng)的MPP電壓區(qū)間為[Vl’+(k’-l)*AV’/(η’ /2+1)，VI’+k’* Λ V’/(η’ /2+1)]，并設(shè)定該區(qū)間對應(yīng)的最佳并網(wǎng)電壓Vk’，其中，k’=l，2，...，n’ /2+1。
[0025]優(yōu)選地，所述確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓包括:
[0026]當(dāng)?shù)竭_所述當(dāng)前控制模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間時，檢測所述光伏組件的當(dāng)前MPP電壓；
[0027]根據(jù)所述當(dāng)前MPP電壓對應(yīng)的調(diào)節(jié)檔位確定所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。
[0028]一種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制裝置，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器和升壓變壓器，所述控制裝置包括:
[0029]電壓確定模塊，用于確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓；
[0030]電壓調(diào)節(jié)模塊，與所述電壓確定模塊連接，用于將所述光伏并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。
[0031]優(yōu)選地，所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括:
[0032]變比確定模塊，與所述電壓確定模塊連接，用于根據(jù)所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓確定所述升壓變壓器的最佳變比；
[0033]變比調(diào)節(jié)模塊，分別與所述變比確定模塊和所述升壓變壓器連接，用于調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比。
[0034]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括:
[0035]模式選擇模塊，與所述電壓確定模塊連接，用于確定不同控制模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位，并選擇所述控制模式中的一種作為當(dāng)前控制模式；所述控制模式包括自動模式和人工模式。
[0036]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括模式選擇模塊；
[0037]所述模式選擇模塊與所述電壓確定模塊連接，用于確定不同控制模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位，并選擇所述控制模式中的一種作為當(dāng)前控制模式；所述控制模式包括自動模式和人工模式；
[0038]所述變比調(diào)節(jié)模塊包括:
[0039] 自動調(diào)節(jié)模塊，分別與所述模式選擇模塊、變比確定模塊和所述升壓變壓器連接，用于當(dāng)所述模式選擇模塊選定的所述當(dāng)前控制模式為自動模式時，獲取所述最佳變比，并自動將所述升壓變壓器的變比調(diào)節(jié)至所述最佳變比；
[0040]人工調(diào)節(jié)模塊，分別與所述模式選擇模塊、變比確定模塊和所述升壓變壓器連接，用于當(dāng)所述模式選擇模塊選定的所述當(dāng)前控制模式為人工模式時，獲取所述最佳變比，并在人工控制下將所述升壓變壓器的變比調(diào)節(jié)至所述最佳變比。
[0041]一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器、升壓變壓器，以及上述任一種控制裝置。
[0042]一種光伏并網(wǎng)逆變器，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括上述任一種控制裝置。
[0043]一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏組件、升壓變壓器和上述任一種光伏并網(wǎng)逆變器。
[0044]從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請首先確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓，然后將光伏并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。在光伏并網(wǎng)逆變器輸出功率相同的前提下，本申請在一定程度上提高了光伏并網(wǎng)逆變器的交流側(cè)電壓，使得交流側(cè)電流降低，降低了交流側(cè)的能量損耗，從而提高了光伏并網(wǎng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率，進而提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0046]圖1為本申請實施例一提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制方法流程圖；
[0047]圖2為本申請實施例二提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制方法流程圖；
[0048]圖3為本申請實施例三提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制方法流程圖；
[0049]圖4為本申請實施例提供的MPP電壓在一天內(nèi)的變化曲線；
[0050]圖5為本申請實施例提供的每天最高溫度下的MPP電壓在一年內(nèi)的變化曲線；
[0051]圖6為本申請實施例四提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0052]圖7為本申請實施例五提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0053]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0054]本申請實施例公開了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法、控制裝置和光伏并網(wǎng)逆變器，以滿足提高光伏并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換效率、提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量的需求。
[0055]上述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器和升壓變壓器。參照圖1，本申請實施例一提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制方法，包括如下步驟:
[0056]SlOl:確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓；
[0057]具體的，由于不同光伏發(fā)電系統(tǒng)、不同環(huán)境條件下，允許的電網(wǎng)電壓范圍不同，最佳并網(wǎng)電壓也不同，故可事先通過如下方法記錄不同電網(wǎng)電壓范圍內(nèi)的最佳并網(wǎng)電壓:針對每個電網(wǎng)電壓范圍，在該范圍內(nèi)依次取值，檢測不同并網(wǎng)電壓下光伏并網(wǎng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率，記錄轉(zhuǎn)換效率最大時對應(yīng)的并網(wǎng)電壓，并將其作為該電網(wǎng)電壓范圍內(nèi)的最佳并網(wǎng)電壓。需要說明的是，上述確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓的方法僅僅是本申請的一種【具體實施方式】，本申請并不局限于上述方式。
[0058]S102:將光伏并網(wǎng)逆變器的交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至上述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。
[0059]影響光伏并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換效率的主要因素，包括其IGBT通態(tài)損耗和電抗器的銅線損耗。其中，IGBT通態(tài)損耗計算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制方法，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器和升壓變壓器，其特征在于，所述方法包括: 確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓； 將所述光伏并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓，具體方法包括: 根據(jù)所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓確定所述升壓變壓器的最佳變比； 調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓之前，還包括: 確定不同控制模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位；所述控制模式包括自動模式和人工模式； 選擇所述控制模式中的一種作為當(dāng)前控制模式，并根據(jù)相應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位對所述系統(tǒng)進行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述當(dāng)前控制模式為自動模式時，所述調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比，包括:通過有載調(diào)壓裝置自動調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比； 當(dāng)所述當(dāng)前控制模式為人工模式時，所述調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變t匕，包括:通過人工控制無載分接開關(guān)或有載調(diào)壓裝置，來調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定自動模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位包括: 計算當(dāng)?shù)匾惶熘兴龉夥M件的MPP電壓的最大變化量AV ;其中，AV=V2-V1，V2為一天中MPP電壓的最大值，Vl為一天中MPP電壓的最小值； 確定MPP電壓為Vl+i*AV/(n/2+l)的時間點為所述調(diào)節(jié)時間；其中，η為偶數(shù)，表示每天的調(diào)節(jié)次數(shù)，i=l，2,......，n/2; 確定第k個調(diào)節(jié)檔位對應(yīng)的MPP電壓區(qū)間為[VI+ (k-Ι) * Λ V/ (η/2+1)，Vl+k* Δ V/(n/2+1)]，并設(shè)定該區(qū)間對應(yīng)的最佳并網(wǎng)電壓Vk ;其中，k=l, 2，...，n/2+l ； 所述確定人工模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位包括: 計算當(dāng)?shù)匾荒曛忻刻熳罡邷囟认滤龉夥M件的MPP電壓的最大變化量Λ V’ ；其中，AV’=V2’-V1’，V2’為一年中每天最高溫度下MPP電壓的最大值，VI’為一年中每天最高溫度下MPP電壓的最小值； 確定MPP電壓為VI’+i’* Λ V’/(η’/2+1)的時間點為所述調(diào)節(jié)時間；其中，η’為偶數(shù)，表示每年的調(diào)節(jié)次數(shù)，i’ =1，2,......，n’/2; 確定第k’個調(diào)節(jié)檔位對應(yīng)的MPP電壓區(qū)間為[Vl’+(k’-l)*AV’/(η’/2+1)，VI’+k’* Λ V’/(η’/2+1)]，并設(shè)定該區(qū)間對應(yīng)的最佳并網(wǎng)電壓Vk’，其中，k’=l，2，...，n’ /2+1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3飛任一項所述的方法，其特征在于，所述確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓包括:當(dāng)?shù)竭_所述當(dāng)前控制模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間時，檢測所述光伏組件的當(dāng)前MPP電壓； 根據(jù)所述當(dāng)前MPP電壓對應(yīng)的調(diào)節(jié)檔位確定所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。
7.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制裝置，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器和升壓變壓器，其特征在于，所述控制裝置包括: 電壓確定模塊，用于確定當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓； 電壓調(diào)節(jié)模塊，與所述電壓確定模塊連接，用于將所述光伏并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓調(diào)節(jié)至所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括: 變比確定模塊，與所述電壓確定模塊連接，用于根據(jù)所述當(dāng)前最佳并網(wǎng)電壓確定所述升壓變壓器的最佳變比； 變比調(diào)節(jié)模塊，分別與所述變比確定模塊和所述升壓變壓器連接，用于調(diào)節(jié)所述升壓變壓器的變比至所述最佳變比。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的控制裝置，其特征在于，還包括: 模式選擇模塊，與所述電壓確定模塊連接，用于確定不同控制模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位，并選擇所述控制模式中的一種作為當(dāng)前控制模式；所述控制模式包括自動模式和人工模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，還包括模式選擇模塊； 所述模式選擇模塊與所述電壓確定模塊連接，用于確定不同控制模式對應(yīng)的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)檔位，并選擇所述控制模式中的一種作為當(dāng)前控制模式；所述控制模式包括自動模式和人工模式； 所述變比調(diào)節(jié)模塊包括: 自動調(diào)節(jié)模塊，分別與所述模式選擇模塊、變比確定模塊和所述升壓變壓器連接，用于當(dāng)所述模式選擇模塊選定的所述當(dāng)前控制模式為自動模式時，獲取所述最佳變比，并自動將所述升壓變壓器的變比調(diào)節(jié)至所述最佳變比； 人工調(diào)節(jié)模塊，分別與所述模式選擇模塊、變比確定模塊和所述升壓變壓器連接，用于當(dāng)所述模式選擇模塊選定的所述當(dāng)前控制模式為人工模式時，獲取所述最佳變比，并在人工控制下將所述升壓變壓器的變比調(diào)節(jié)至所述最佳變比。
11.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器、升壓變壓器，以及如權(quán)利要求7至10中任一項所述的控制裝置。
12.一種光伏并網(wǎng)逆變器，應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求7至10中任一項所述的控制裝置。
13.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括光伏組件、升壓變壓器和如權(quán)利要求12所述的光伏并網(wǎng)逆變器。
【文檔編號】H02J3/38GK103986181SQ201310049627
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月7日
【發(fā)明者】曹仁賢, 田立, 趙為 申請人:陽光電源股份有限公司