一種直流分量調(diào)節(jié)的裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種直流分量調(diào)節(jié)的裝置及其控制方法，一種直流電流輸出含量調(diào)節(jié)控制電路，通過信號采集器件獲取逆變端的電流信號，將該處的信號通過n階濾波電路去除交流成分；通過放大電路將直流成分放大提供給處理器的AD采集口，同時將信號板上的溫度補償信號以及AD采樣實時校正補償信號傳遞給處理器的AD采集口。既具備實時校正偏移功能又具備消除采樣電路器件存在零點漂移和溫度漂移的功能，易于實現(xiàn)調(diào)節(jié)，可以將DCI指標控制在2‰以內(nèi)，完全滿足各個國家的標準。
【專利說明】一種直流分量調(diào)節(jié)的裝置及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏逆變器發(fā)電系統(tǒng)，具體地涉及光伏逆變器的直流分量調(diào)節(jié)的裝置及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]當今社會的發(fā)展與能源發(fā)展的聯(lián)系越來越緊密，傳統(tǒng)一次能源(煤、天然氣、石油等)日漸減少，霧霾等環(huán)境問題日漸嚴重，清潔可再生能源日益受到廣泛的重視。作為清潔可再生能源之一的光伏發(fā)電技術(shù)日益成熟，隨著成本的降低光伏并網(wǎng)發(fā)電必將在更廣泛的范圍內(nèi)使用。
[0003]隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電的規(guī)模增大，其對電網(wǎng)電能質(zhì)量以及運行狀況的影響也越來越大。如果并入電網(wǎng)的交流電中直流電流輸出含量過高會導致電網(wǎng)設備中的變壓器出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，導致初級電流峰值增高燒毀輸入保險而引起斷電等；因此各國制定了嚴格的光伏并網(wǎng)標準并出臺相應的安規(guī)文件。這對光伏并網(wǎng)逆變器提出了更高的設計要求。
[0004]安規(guī)標準中一項重要指標的是直流電流(DCI)輸出含量。大多數(shù)國家的安規(guī)標準(如AS4777、VDE4105等)都要求直流電流輸出含量小于輸出額定電流的5%。，個別國家安規(guī)(如G83)要求更加嚴格——直流電流輸出含量小于20mA。
[0005]現(xiàn)有針對直流電流輸出含量的控制方法，依據(jù)是否使用額外的外部器件分為兩種:使用額外的外部器件抑制DCI以及不使用額外的外部器件抑制DCI ；
[0006]使用額外的外部器件抑制DCI，目前主要有2中方法:一種方法是使用隔離變壓器阻隔直流電流的傳遞，這樣方法因使用隔離變壓器，降低逆變器的轉(zhuǎn)換效率，另外由于隔離變壓器的體積大、成本高，不利于大規(guī)模的展開；另一種方法是在逆變器中增加隔直電容，這種方法的不足之處在于該隔直電容在市電電網(wǎng)的頻率下，呈現(xiàn)低阻抗狀態(tài)，而且該方法電容的容值大，增加了系統(tǒng)的成本。
[0007]另外，使用額外的外部器件抑制DCI的方法還有一個缺點:不能靈活地應對不同國家的電網(wǎng)狀況(比如美國、墨西哥、臺灣等國家和地區(qū)是60Hz的市電電網(wǎng)，而中國、德國、英國等國家使用50Hz的市電電網(wǎng))，因此需要針對不同的國家或地區(qū)的電網(wǎng)狀況做相應的優(yōu)化處理。
[0008]目前，不使用額外的外部器件抑制DCI的方法，主要是通過傳感器或采樣電阻來檢測直流分量然后再進行相應的補償修正。這種方案由于傳感器等采樣電路的器件存在零點漂移和溫度漂移，因此很難將DCI準確檢測并控制調(diào)節(jié)，另外其生產(chǎn)良率比較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種光伏逆變器的直流分量調(diào)節(jié)的裝置及其控制方法的方案，既具備實時校正偏移功能又具備消除采樣電路器件存在零點漂移和溫度漂移的功能，易于實現(xiàn)調(diào)節(jié)，可以將DCI指標控制在2%。以內(nèi)，完全?兩足各個國家的標準，成本也較低。
[0010]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0011]一種光伏逆變器的直流分量調(diào)節(jié)的裝置，
[0012]上述逆變器具有:
[0013]直流轉(zhuǎn)直流模塊，逆變模塊，信號采樣器件，濾波放電電路，溫度采樣器，AD采樣器，處理器；
[0014]上述直流轉(zhuǎn)直流模塊的輸出端接入逆變模塊的輸入端；
[0015]上述信號采樣器件通過采樣逆變模塊的輸出，來提取直流分量的信息并反饋給處理器；
[0016]上述溫度采樣器，將采集的溫度信號傳輸給所述處理器；
[0017]上述AD米樣器,將AD實時校正補償信號傳輸給所述處理器；
[0018]上述處理器，依據(jù)上述信號采樣器件提取的信息，上述溫度信號和/或AD實時校正補償信號，生成控制信號提供給PWM調(diào)試器，
[0019]進行PWM調(diào)制。
[0020]優(yōu)選地，上述信號采樣器件采樣的信號，通過η階濾波電路去除交流電成分。
[0021 ] 進一步的，上述η階濾波電路為3階濾波電路。
[0022]優(yōu)選地，上述信號采樣器為采樣電阻或霍爾傳感器。
[0023]優(yōu)選地，上述溫度采樣器負溫度電阻。
[0024]本發(fā)明的實施例還提供一種搭載光伏逆變器的直流分量調(diào)節(jié)的裝置的發(fā)電系統(tǒng)。
[0025]本發(fā)明的實施例還提供一種光伏逆變器的直流分量調(diào)節(jié)的控制方法，
[0026]上述方法包含如下步驟:
[0027]步驟1:在逆變器并網(wǎng)工作之前，處理器將采集到的DCI成分信號的初始值作為采樣電路器件的零點漂移校正數(shù)值；
[0028]步驟2:在逆變器并網(wǎng)工作后，處理器依據(jù)溫度補償信號以及AD采樣實時校正補償信號對DCI成分信號作實時校正補償；
[0029]步驟3:對校正補償后的DCI成分信號進行分析，并依據(jù)該信號給出調(diào)節(jié)控制方向與幅值，調(diào)節(jié)逆變PWM的給定。
[0030]在一個實施例中，上述步驟I中，上述處理器獲取DCI采樣電路的零點漂移數(shù)值。[0031 ] 在一個實施例中，上述步驟2中，還包含對溫度補償信號以及AD采樣實時校正補償信號進行復位校正。
[0032]在一個實施例中，上述步驟2中，溫度補償信號為負溫度補償信號。
[0033]本發(fā)明的實施例還提供一種搭載上述任一項上述方法的具有直流輸出含量調(diào)節(jié)裝置的發(fā)電系統(tǒng)。
[0034]有益效果
[0035]本發(fā)明提出的DCI分量調(diào)節(jié)的控制方法，具有如下優(yōu)點:
[0036](I)采用η階濾波放大電路可以使處理器的AD采樣分辨率提高，在DCI小于1mA時也可以分辨米樣；
[0037](2)提取逆變器并網(wǎng)工作前的DCI電路信號，可以確定采樣電路器件的零點漂移；
[0038](3)依據(jù)校正后的溫度補償信號與AD采樣實時校正補償信號可以對逆變器并網(wǎng)工作后的DCI信號進行實時校正，提高信號分辨的準確度；
[0039](4)依據(jù)分辨的信號通過處理器作出相應的調(diào)節(jié)控制，可以將DCI分量控制在2%。以內(nèi)；既具備實時校正偏移功能又具備消除采樣電路器件存在零點漂移和溫度漂移的功能，易于實現(xiàn)調(diào)節(jié)，完全滿足各個國家的標準。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將實施例的所包含技術(shù)描述中需要使用的附圖做簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，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變形附圖都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0041]圖1為本發(fā)明光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0042]圖2為本發(fā)明的直流分量調(diào)節(jié)控制方法的流程圖；
[0043]圖3為本發(fā)明的逆變器算法流程示意圖；
[0044]符號說明:1，光伏組件；2，逆變裝置；3，市電。

【具體實施方式】
[0045]以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。
[0046]實施例:
[0047]如圖1所示，為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。光伏組件I產(chǎn)生的直流電，經(jīng)過逆變裝置2(光伏逆變器)的逆變后，滿足要求的交流電經(jīng)濾波(圖未示)接入市電3;逆變裝置2包含有DC/DC模塊4，DC/AC模塊5，DC/DC模塊4輸出的直流電輸入到DC/AC模塊5。信號采樣器采集DC/AC模塊5輸出的電流，提取其中DC電流分量，通過濾波放大電路后信息反饋給處理器，相應的溫度采樣信號及AD采樣實時補償信號實時的將信息反饋給處理器，通過PWM調(diào)整器，對輸出的PWM調(diào)制進行調(diào)整。
[0048]如圖2所示，為本方案的控制方法的流程圖，調(diào)節(jié)控制方法包含:
[0049]步驟1:在逆變器并網(wǎng)前，采樣器采樣檢測DCI信號，獲取DCI采樣電路的零點漂移數(shù)值；
[0050]并對溫度補償信號以及AD采樣實時校正補償信號進行復位校正；
[0051]步驟2:逆變器并網(wǎng)后，采樣檢測DCI信號，獲取DCI采樣電路的數(shù)值；
[0052]依據(jù)溫度補償信號以及AD采樣實時校正補償信號對DCI信號進行實時校正補償；
[0053]步驟3:依據(jù)采集的DCI信號確定DCI調(diào)節(jié)控制的方向以及幅值；
[0054]進而通過PWM調(diào)整器，對輸出PWM調(diào)制進行調(diào)整。
[0055]對步驟3中，DCI調(diào)節(jié)控制的方向的說明，
[0056]依據(jù)DCI濾波電路的時間常數(shù)選擇合適的控制調(diào)節(jié)周期T ;根據(jù)設計要求設定DCI調(diào)節(jié)控制的“正負限制值”(比如±10mA)。在周期T內(nèi)對補償后的DCI信號采集并求其平均值 Ave (DCI):

【權(quán)利要求】
1.一種光伏逆變器的直流分量調(diào)節(jié)的裝置，其特征在于: 所述逆變器具有: 直流轉(zhuǎn)直流模塊，逆變模塊，信號采樣器件，濾波放電電路，溫度采樣器，AD采樣器，處理器； 所述信號采樣器件通過采樣逆變模塊的輸出，來提取直流分量的信息并反饋給處理器； 所述溫度采樣器，將采集的溫度信號傳輸給所述處理器； 所述AD米樣器,將AD實時校正補償信號傳輸給所述處理器； 所述處理器，依據(jù)所述信號采樣器件提取的信息，所述溫度信號和/或AD實時校正補償信號，生成控制信號提供給PWM調(diào)試器， 進行PWM調(diào)制。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述信號采樣器件采樣的信號，通過η階濾波電路去除交流電成分。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于: 所述η階濾波電路為3階濾波電路。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述信號采樣器為采樣電阻或霍爾傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述溫度采樣器負溫度電阻。
6.一種具有直流輸出含量調(diào)節(jié)控制電路的光伏逆變器的直流輸出調(diào)節(jié)控制方法， 其特征在于: 所述方法包含如下步驟: 步驟1:在逆變器并網(wǎng)工作之前，' 將采集到的DCI成分信號的初始值作為采樣電路器件的零點漂移校正數(shù)值； 步驟2:在逆變器并網(wǎng)工作后，處理器依據(jù)溫度補償信號以及AD采樣實時校正補償信號對DCI成分信號作實時校正補償； 步驟3:對校正補償后的DCI成分信號進行分析，并依據(jù)該信號給出調(diào)節(jié)控制方向與幅值，調(diào)節(jié)逆變PWM的給定。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于: 所述步驟I中，所述處理器獲取DCI采樣電路的零點漂移數(shù)值。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于: 所述步驟2中，還包含對溫度補償信號以及AD采樣實時校正補償信號進行復位校正。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于: 所述步驟2中，溫度補償信號為負溫度補償信號。
10.一種搭載如權(quán)利要求6-9中任一項所述方法的光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【文檔編號】H02J3/38GK104079193SQ201410304599
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】張勇, 王進城 申請人:江蘇兆伏新能源有限公司