一種光伏發(fā)電單元的在線投切方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電單元的在線投切方法、裝置及系統(tǒng)，該方法包括：獲取直流母排的母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓；計(jì)算母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差；比較電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值；若幅值小于預(yù)設(shè)值，則控制功能性開關(guān)閉合，使光伏發(fā)電單元投切入直流母排；若幅值大于或者等于預(yù)設(shè)值，則根據(jù)母線電壓與輸出電壓的大小對(duì)輸出電壓進(jìn)行充放電操作，使幅值小于預(yù)設(shè)值。本發(fā)明實(shí)施例能夠減小光伏發(fā)電單元投切時(shí)的沖擊電流，使得脫離直流母排的光伏發(fā)電單元平穩(wěn)的在線投入光伏直流供電系統(tǒng)，從而提高公共直流母排供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可行性。
【專利說明】一種光伏發(fā)電單元的在線投切方法、裝置及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光伏發(fā)電單元的在線投切方法、裝置及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在光伏直流供電系統(tǒng)中，光伏電池板通過匯流箱匯流后，經(jīng)過光伏直流并網(wǎng)裝置接入公共直流母排。若將光伏電池板、匯流箱以及直流母排并網(wǎng)裝置的集合稱為光伏發(fā)電單元，由于維護(hù)或者故障檢修等原因會(huì)通過斷開功能性開關(guān)的方式使直流供電系統(tǒng)中的部分光伏發(fā)電單元暫時(shí)或長(zhǎng)期脫離公共直流母排，當(dāng)需要將光伏發(fā)電單元重新投切入光伏直流發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，由于光伏發(fā)電單元中存在的零電壓電容會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊電流，從而影響整個(gè)供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏發(fā)電單元的在線投切方法、裝置及系統(tǒng)，減小光伏發(fā)電單元投切時(shí)的沖擊電流，使得脫離直流母排的光伏發(fā)電單元平穩(wěn)的在線投入光伏直流供電系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種光伏發(fā)電單元的在線投切方法，該方法包括:
[0006]獲取直流母排的母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓；
[0007]計(jì)算所述母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差；
[0008]比較所述電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值；
[0009]若所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值，則控制所述功能性開關(guān)閉合，使所述光伏發(fā)電單元投切入所述直流母排；
[0010]若所述幅值大于或者等于所述預(yù)設(shè)值，則根據(jù)所述母線電壓與所述輸出電壓的大小對(duì)所述輸出電壓進(jìn)行充放電操作，使所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值。
[0011 ] 一種光伏發(fā)電單元的在線投切裝置，該裝置連接在直流-直流變換器與直流母排之間，該裝置包括:
[0012]電壓獲取模塊，用于獲取所述直流母排的母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓；
[0013]計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差;
[0014]比較模塊，用于比較所述電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值；
[0015]投切執(zhí)行模塊，用于在所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述功能性開關(guān)閉合以使得所述光伏發(fā)電單元投切到所述直流母排，在所述幅值大于或者等于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，根據(jù)所述母線電壓與所述輸出電壓的大小對(duì)所述直流電容進(jìn)行充放電操作，使所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值。
[0016]一種光伏發(fā)電單元的在線投切系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:直流-直流變換器、上述技術(shù)方案中的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置、直流母排；
[0017]其中，所述光伏發(fā)電單元的在線投切裝置用于獲取所述直流母排的母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓，計(jì)算所述母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差，并比較所述電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值，若所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值，則控制所述功能性開關(guān)閉合，使所述光伏發(fā)電單元投切入所述直流母排；若所述幅值大于或者等于所述預(yù)設(shè)值，則根據(jù)所述母線電壓與所述輸出電壓的大小對(duì)所述輸出電壓進(jìn)行充放電操作，以使所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切方法、裝置及系統(tǒng)，通過直流母排與直流-直流變換器之間的電壓差控制功能性開關(guān)以確定光伏發(fā)電單元是否投切入直流母排，能夠減小光伏發(fā)電單元投切時(shí)的沖擊電流，使得脫離直流母排的光伏發(fā)電單元平穩(wěn)的在線投入光伏直流供電系統(tǒng)，從而提高公共直流母排供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可行性，減小對(duì)昂貴的直流斷路器的需求，降低了公共直流母排光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本；由于本發(fā)明實(shí)施例避免了現(xiàn)有技術(shù)中由于部分光伏發(fā)電單元失效需要重啟光伏供電系統(tǒng)的弊端，從而還提高了公共直流母排光伏供電系統(tǒng)的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切方法的流程示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切方法的流程示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為當(dāng)輸出電壓為OV時(shí)將光伏發(fā)電單元直接投切入直流母排后的電壓波形圖。
[0025]圖7為當(dāng)輸出電壓為OV時(shí)將光伏發(fā)電單元直接投切入直流母排后的電流波形圖。
[0026]圖8為當(dāng)輸出電壓為OV時(shí)通過本發(fā)明實(shí)施例將光伏發(fā)電單元投切入直流母排后的電壓波形圖。
[0027]圖9為當(dāng)輸出電壓為OV時(shí)通過本發(fā)明實(shí)施例將光伏發(fā)電單元投切入直流母排后的電流波形圖。
[0028]圖10為當(dāng)輸出電壓為150V時(shí)將光伏發(fā)電單元直接投切入直流母排后的電壓波形圖。
[0029]圖11為當(dāng)輸出電壓為150V時(shí)將光伏發(fā)電單元直接投切入直流母排后的電流波形圖。
[0030]圖12為當(dāng)輸出電壓為150V時(shí)通過本發(fā)明實(shí)施例將光伏發(fā)電單元投切入直流母排后的電壓波形圖。
[0031]圖13為當(dāng)輸出電壓為150V時(shí)通過本發(fā)明實(shí)施例將光伏發(fā)電單元投切入直流母排后的電流波形圖。
[0032]附圖標(biāo)號(hào)說明:
[0033]31-電壓獲取模塊；32_計(jì)算模塊；33_比較模塊；34_投切執(zhí)行模塊；35_發(fā)送模塊；36_卸荷回路；37_第一檢測(cè)模塊；38_第二檢測(cè)模塊；51_直流-直流變換器；52_光伏發(fā)電單元的在線投切裝置；53_直流母排；54_光伏電池板；55_匯流箱；56_直流母排并網(wǎng)
>j-U ρ?α裝直。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切方法、裝置及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切方法的流程示意圖；如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例包括如下步驟:
[0036]步驟101:獲取直流母排的母線電壓與直流-直流變換器(DC/DC變換器)的輸出電壓。
[0037]步驟102:計(jì)算母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差。
[0038]步驟103:比較電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值，若幅值小于預(yù)設(shè)值，執(zhí)行步驟104，若幅值大于或者等于預(yù)設(shè)值，執(zhí)行步驟105。
[0039]步驟104:控制功能性開關(guān)閉合，使光伏發(fā)電單元投切入直流母排。
[0040]步驟105:根據(jù)母線電壓與輸出電壓的大小對(duì)輸出電壓進(jìn)行充放電操作，以使幅值小于預(yù)設(shè)值。
[0041]本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切方法，通過直流母排與直流-直流變換器之間的電壓差控制功能性開關(guān)以確定光伏發(fā)電單元是否投切入直流母排，能夠減小光伏發(fā)電單元投切時(shí)的沖擊電流，使得脫離直流母排的光伏發(fā)電單元平穩(wěn)的在線投入光伏直流供電系統(tǒng)，從而提高了公共直流母排供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可行性，減小了對(duì)昂貴的直流斷路器的需求，降低了公共直流母排光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本。另外，由于本發(fā)明實(shí)施例避免了現(xiàn)有技術(shù)中由于部分光伏發(fā)電單元失效需要重啟光伏供電系統(tǒng)的弊端，因此還提高了公共直流母排光伏供電系統(tǒng)的可靠性。
[0042]圖2為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切方法的流程示意圖；如圖2所示，在上述圖1所示實(shí)施例的技術(shù)方案和有益技術(shù)效果的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例包括如下步驟:
[0043]步驟201、獲取直流母排的母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓，執(zhí)行步驟202。
[0044]其中，在步驟201中，可以通過電壓傳感器采集直流母排的母線電壓VdeN、直流-直流變換器的輸出電壓Vdcj3us。
[0045]步驟202、計(jì)算母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差，執(zhí)行步驟203。
[0046]其中，在步驟202中，母線電壓與輸出電壓兩者之間的差值可以為AVde = Vdcbus_Vdc;N，也可以為 AVd。= -Vdcbus+VdcNo
[0047]步驟203、將電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，確定電壓差的幅值是否小于預(yù)設(shè)值，若幅值小于預(yù)設(shè)值，執(zhí)行步驟204，若幅值大于或者等于預(yù)設(shè)值，執(zhí)行步驟205。
[0048]其中，在步驟203中，在差值A(chǔ)Vde的幅值| Vde|小于預(yù)設(shè)值的情況下，還可以進(jìn)一步比較IVdcJ與預(yù)設(shè)值A(chǔ)Vd?！猻et，通過比較結(jié)果確定是否需要將光伏發(fā)電單元進(jìn)行在線投切。
[0049]步驟204、將光伏發(fā)電單元投切入直流母排，流程結(jié)束。
[0050]其中，在步驟204中，可以通過閉合功能性開關(guān)完成光伏發(fā)電單元的投切。通過功能性開關(guān)可以減小直流母排與直流-直流變換器之間的電壓差，從而減小沖擊電流對(duì)光伏發(fā)電單元的影響。
[0051]步驟205、根據(jù)母線電壓與輸出電壓的大小對(duì)輸出電壓進(jìn)行充放電操作，以使幅值小于預(yù)設(shè)值，即，對(duì)母線電壓與輸出電壓進(jìn)行比較，若vd。bus>Vdc;N，執(zhí)行步驟206，若Vd。bus〈Vdc;N，執(zhí)行步驟 207。
[0052]步驟206、向直流-直流變換器發(fā)送指令使直流-直流變換器吸收光伏電池板的能量，從而為直流電容充電，進(jìn)一步提高直流-直流變換器的輸出電壓Vm。并執(zhí)行步驟202。
[0053]步驟207、通過卸荷回路進(jìn)行放電，以降低輸出電壓，直至直流母排的母線電壓Vd。bus與直流-直流變換器的輸出電壓Vm兩者之間的電壓差的幅值小于預(yù)設(shè)值，執(zhí)行步驟204 ;可替換地，還可以通過直流電容的自放電降低直流-直流變換器的輸出電壓。通過卸荷回路或者直流電容的自放電，可以降低直流-直流變換器的輸出電壓，避免較大的沖擊電流對(duì)光伏發(fā)電單元的影響。
[0054]在上述圖1或圖2所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，若將光伏發(fā)電單元投切入直流母排后，則還可以執(zhí)行如下步驟:
[0055]檢測(cè)光伏發(fā)電單元是否滿足需要與直流母排斷開的條件；其中，需要斷開的條件可以設(shè)置為:通過光伏發(fā)電單元與直流母排之間的電流或者電壓異常使得光伏發(fā)電單元出現(xiàn)故障，或者，由于需要對(duì)光伏發(fā)電單元進(jìn)行檢修等。進(jìn)一步地，需要斷開的條件可以自動(dòng)識(shí)別也可以通過人工的方式設(shè)置。本發(fā)明實(shí)施例對(duì)斷開的條件不做具體的限制，只要需要將光伏發(fā)電單元與直流母排斷開即可。
[0056]若符合斷開的條件，則通過斷開功能性開關(guān)使得光伏發(fā)電單元與直流母排斷開，并將光伏發(fā)電單元標(biāo)記為失效光伏發(fā)電單元。通過該操作，可以在不影響公共直流母排光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行的前提下，避免光伏發(fā)電單元對(duì)周圍環(huán)境帶來的危險(xiǎn)。
[0057]進(jìn)一步地，在光伏發(fā)電單元通過功能性開關(guān)與直流母排斷開后，檢測(cè)光伏發(fā)電單元是否滿足需要與直流母排連接的條件；其中，需要連接的條件可以設(shè)置為:光伏發(fā)電單元與直流母排之間的電流或者電壓已經(jīng)恢復(fù)正常，對(duì)光伏發(fā)電單元已經(jīng)檢修完畢等，在該種情形下均可以將光伏發(fā)電單元與直流母排相連。同樣的，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)連接的條件不做具體的限制，只要能夠需要將光伏發(fā)電單元與直流母排連接即可。
[0058]若符合連接的條件，則執(zhí)行上述圖1所示實(shí)施例中的步驟101?步驟105，或者執(zhí)行上述圖2所示實(shí)施例中的步驟201?步驟205，從而將失效的光伏發(fā)電單元并入正常運(yùn)行的公共直流母排光伏發(fā)電系統(tǒng)。
[0059]圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；該在線投切裝置連接在直流-直流變換器與直流母排之間，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例包括:
[0060]電壓獲取模塊31，用于獲取直流母排的母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓；
[0061]計(jì)算模塊32，用于計(jì)算母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差；
[0062]比較模塊33，用于比較電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值；
[0063]投切執(zhí)行模塊34，用于在幅值小于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制功能性開關(guān)閉合以使得光伏發(fā)電單元投切入直流母排，在幅值大于或者等于預(yù)設(shè)值時(shí)，根據(jù)母線電壓與輸出電壓的大小對(duì)直流電容進(jìn)行充放電操作，使幅值小于預(yù)設(shè)值。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置，投切執(zhí)行模塊34通過計(jì)算模塊32得到的直流母排與直流-直流變換器之間的電壓差確定光伏發(fā)電單元是否投切入直流母排，能夠減小光伏發(fā)電單元投切時(shí)的沖擊電流，使得脫離直流母排的光伏發(fā)電單元平穩(wěn)的在線投入光伏直流供電系統(tǒng)，從而提高公共直流母排供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可行性，減小對(duì)昂貴的直流斷路器的需求，降低了公共直流母排光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本；由于本發(fā)明實(shí)施例避免了現(xiàn)有技術(shù)中由于部分光伏發(fā)電單元失效需要重啟共直流母排光伏供電系統(tǒng)的弊端，從而還提高了公共直流母排光伏供電系統(tǒng)的可靠性。
[0065]圖4為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4所示，在上述圖3所示實(shí)施例的技術(shù)方案與有益技術(shù)效果的基礎(chǔ)上，該在線投切裝置還包括:
[0066]發(fā)送模塊35，用于在直流母排的母線電壓大于直流-直流變換器的輸出電壓時(shí)，向直流-直流變換器發(fā)送指令使直流-直流變換器吸收光伏電池板的能量，從而為直流電容充電；
[0067]卸荷回路36，用于在母線電壓小于輸出電壓時(shí)，通過卸荷回路36進(jìn)行放電，以降低輸出電壓。進(jìn)一步地，卸荷回路36包括串聯(lián)連接的電阻與開關(guān)。通過卸荷回路的放電，可以降低直流-直流變換器的輸出電壓，避免較大的沖擊電流對(duì)光伏發(fā)電單元的影響?？商鎿Q地，還可以在在線投切裝置中設(shè)置直流電容，通過直流電容的自放電降低直流-直流變換器的輸出電壓，避免較大的沖擊電流對(duì)光伏發(fā)電單元的影響。
[0068]進(jìn)一步地，在線投切裝置還包括:
[0069]第一檢測(cè)模塊37，用于在檢測(cè)所述光伏發(fā)電單元是否滿足需要與所述直流母排斷開的預(yù)設(shè)條件；
[0070]若符合所述預(yù)設(shè)條件，則投切執(zhí)行模塊34通過斷開功能性開關(guān)使得光伏發(fā)電單元與所述直流母排斷開。
[0071]進(jìn)一步地，在線投切裝置還包括:
[0072]第二檢測(cè)模塊38，用于檢測(cè)所述失效光伏發(fā)電單元是否滿足需要與所述直流母排連接的條件；
[0073]若符合所述連接的條件，則通過電壓獲取模塊31獲取直流母排的母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓，計(jì)算模塊32計(jì)算母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差，投切執(zhí)行模塊34通過該電壓差確定光伏發(fā)電單元是否投切入直流母排，從而將失效的光伏發(fā)電單元并入正常運(yùn)行的共直流母排光伏發(fā)電系統(tǒng)。
[0074]由此可知，本發(fā)明實(shí)施例可以通過采用常規(guī)的卸荷回路、電阻、直流電容減小對(duì)昂貴的直流斷路器的需求，因此降低了經(jīng)濟(jì)成本。
[0075]圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切系統(tǒng)包括:直流-直流變換器51、上述圖3或圖4所示實(shí)施例中的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置52、直流母排53。
[0076]其中，光伏發(fā)電單元的在線投切裝置52中的電壓獲取模塊31獲取直流母排53的母線電壓與直流-直流變換器51的輸出電壓，計(jì)算模塊32計(jì)算母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差，比較模塊33比較電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值，在幅值小于預(yù)設(shè)值時(shí)，則投切執(zhí)行模塊34控制功能性開關(guān)523閉合，使光伏發(fā)電單元投切入直流母排；在幅值大于或者等于預(yù)設(shè)值時(shí)，投切執(zhí)行模塊34根據(jù)母線電壓與輸出電壓的大小對(duì)直流電容521進(jìn)行充放電操作，以使幅值小于預(yù)設(shè)值。
[0077]在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖5所示，光伏電池板54與匯流箱55以及直流母排并網(wǎng)裝置56的集合稱為光伏發(fā)電單元。其中，在線投切裝置52可以設(shè)置在直流母排并網(wǎng)裝置56中。
[0078]進(jìn)一步地，如圖5所示，在線投切裝置52還包括:直流電容521、卸荷回路522、功能性開關(guān)523，在線投切裝置52根據(jù)母線電壓與輸出電壓的大小對(duì)直流電容521進(jìn)行充放電操作，以使母線電壓與輸出電壓之間的電壓差的幅值小于預(yù)設(shè)值；在母線電壓小于輸出電壓，則在線投切裝置52通過控制卸荷回路522進(jìn)行放電，以降低輸出電壓；在線投切裝置52中的投切執(zhí)行模塊34通過電壓差控制功能性開關(guān)523的閉合與斷開以確定光伏發(fā)電單元是否投切入直流母排；通過該電路結(jié)構(gòu)可知，本發(fā)明實(shí)施例可以采用常規(guī)的斷路器、接觸器、隔離開關(guān)作為本發(fā)明實(shí)施例中的功能性開關(guān)，減小了昂貴的直流斷路器的需求，降低了經(jīng)濟(jì)成本。
[0079]在直流母排53的母線電壓大于直流-直流變換器51的輸出電壓時(shí)，在線投切裝置52還向直流-直流變換器51發(fā)送指令使直流-直流變換器51吸收光伏電池板的能量，從而為直流電容521充電。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例中的在線投切裝置52與直流-直流變換器51不僅通過電壓線傳輸電壓，還通過通信線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。例如，在線投切裝置52中的發(fā)送模塊35通過通信線路向直流-直流變換器51發(fā)送指令使直流-直流變換器51吸收光伏電池板的能量，從而為直流電容521充電。
[0080]為了更形象的說明本發(fā)明實(shí)施例的有益技術(shù)效果，下面通過圖6?圖13對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的有益技術(shù)效果進(jìn)行說明。
[0081]圖6為當(dāng)輸出電壓為OV時(shí)將光伏發(fā)電單元直接投切到直流母排后的電壓波形圖，圖7為當(dāng)輸出電壓為OV時(shí)將光伏發(fā)電單元直接投切到直流母排后的電流波形圖，圖8為當(dāng)輸出電壓為OV時(shí)通過本發(fā)明實(shí)施例將光伏發(fā)電單元投切到直流母排后的電壓波形圖，圖9為當(dāng)輸出電壓為OV時(shí)通過本發(fā)明實(shí)施例將光伏發(fā)電單元投切到直流母排后的電流波形圖。
[0082]其中，圖6中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，單位為秒(S)，縱坐標(biāo)表示電壓，單位為伏特(V)，其中，實(shí)線表示直流-直流變換器的輸出電壓νΜ，虛線表示母線電壓Vtk bus ;圖7中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示電流，單位為安培(A)。由圖6和圖7可知，當(dāng)Vm為0V，Vdc bus為1000V時(shí)，若采用現(xiàn)有技術(shù)中的直接投切，則光伏發(fā)電單元的沖擊電流Ic rash高達(dá)上萬安。
[0083]圖8中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，單位為秒(S)，縱坐標(biāo)表示電壓(其中，實(shí)線表示直流-直流變換器的輸出電壓，虛線表示母線電壓)，單位為伏特(V);圖9中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示電流，單位為安培(A)(其中，實(shí)線表示直流母排上的沖擊電流Ic_rUSh，虛線表示對(duì)直流電容的充電電流Ic_charging)。由圖8和圖9可知，當(dāng)VdeN為0V，Vd。bus為1000V時(shí)，通過采用本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置，從其中的波形可以看出，沖擊電流比較平緩，并且較小，僅有150A左右，光伏發(fā)電單元投切時(shí)較小的沖擊電流，從而實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電單元平穩(wěn)的在線投入光伏直流供電系統(tǒng)。
[0084]圖10為當(dāng)輸出電壓為1500V時(shí)將光伏發(fā)電單元直接投切到直流母排后的電壓波形圖，圖11為當(dāng)輸出電壓為1500V時(shí)將光伏發(fā)電單元直接投切到直流母排后的電流波形圖，圖12為當(dāng)輸出電壓為1500V時(shí)通過本發(fā)明實(shí)施例將光伏發(fā)電單元投切到直流母排后的電壓波形圖，圖13為當(dāng)輸出電壓為1500V時(shí)通過本發(fā)明實(shí)施例將光伏發(fā)電單元投切到直流母排后的電流波形圖。
[0085]其中，圖10中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，單位為秒(S)，縱坐標(biāo)表示電壓(其中，實(shí)線表示直流-直流變換器的輸出電壓，虛線表示母線電壓)，單位為伏特(V);圖11中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示電流，單位為安培(A)。由圖10和圖11可知，當(dāng)Vm為1500V，Vdc bus為1000V時(shí)，若采用現(xiàn)有技術(shù)中的直接投切，則光伏發(fā)電單元的沖擊電流Ic_rush，高達(dá)上萬安。
[0086]圖12中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，單位為秒(S)，縱坐標(biāo)表示電壓(其中，實(shí)線表示直流-直流變換器的輸出電壓，虛線表示母線電壓)，單位為伏特(V);圖13中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示電流，單位為安培(A)，其中，實(shí)線表示直流母排上的沖擊電流Ic_rUSh，虛線表示對(duì)直流電容的充電電流Ic_charging。由圖12和圖13可知，當(dāng)VdeN為1500V，Vdcbus為1000V時(shí)，通過采用本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置，從其中的波形可以看出，在投切前，直流電容放電后電壓降低，在電壓差較小時(shí)完成投切，沖擊電流Ic_rush較小，僅有90A，從而實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電單元平穩(wěn)的在線投入光伏直流供電系統(tǒng)。
[0087]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏發(fā)電單元的在線投切方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取直流母排的母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓； 計(jì)算所述母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差； 比較所述電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值； 若所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值，則控制所述功能性開關(guān)閉合，使所述光伏發(fā)電單元投切入所述直流母排； 若所述幅值大于或者等于所述預(yù)設(shè)值，則根據(jù)所述母線電壓與所述輸出電壓的大小對(duì)所述輸出電壓進(jìn)行充放電操作，以使所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述母線電壓與所述輸出電壓的大小對(duì)所述輸出電壓進(jìn)行充放電操作的步驟包括: 若所述母線電壓大于所述輸出電壓，則向所述直流-直流變換器發(fā)送指令使所述直流-直流變換器吸收光伏電池板的能量，為所述直流電容充電； 若所述母線電壓小于所述輸出電壓，則通過卸荷回路進(jìn)行快速放電，降低所述輸出電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 檢測(cè)所述光伏發(fā)電單元是否滿足需要與所述直流母排斷開的條件； 若符合所述斷開的條件，則通過斷開功能性開關(guān)使得所述光伏發(fā)電單元與所述直流母排斷開，并將所述光伏發(fā)電單元標(biāo)記為失效的光伏發(fā)電單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在所述光伏發(fā)電單元通過所述功能性開關(guān)與所述直流母排斷開后，檢測(cè)失效的光伏發(fā)電單元是否滿足需要與所述直流母排連接的條件； 若符合所述連接的條件，則執(zhí)行所述獲取直流母排的母線電壓與直流-直流變換器的輸出電壓的步驟至所述控制所述功能性開關(guān)閉合，使所述光伏發(fā)電單元投切入所述直流母排的步驟，或者，至所述根據(jù)所述母線電壓與所述輸出電壓的大小對(duì)所述輸出電壓進(jìn)行充放電操作，使所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值的步驟。
5.一種光伏發(fā)電單元的在線投切裝置，其特征在于，所述裝置連接在直流-直流變換器與直流母排之間，所述裝置包括: 電壓獲取模塊，用于獲取所述直流母排的母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓； 計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差； 比較模塊，用于比較所述電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值； 投切執(zhí)行模塊，用于在所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述功能性開關(guān)閉合以使得所述光伏發(fā)電單元投切入所述直流母排，在所述幅值大于或者等于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，根據(jù)所述母線電壓與所述輸出電壓的大小對(duì)所述直流電容進(jìn)行充放電操作，使所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 發(fā)送模塊，用于在所述母線電壓大于所述輸出電壓時(shí)，向所述直流-直流變換器發(fā)送指令使所述直流-直流變換器吸收光伏電池板的能量，為所述直流電容充電； 卸荷回路，用于在所述母線電壓小于所述輸出電壓時(shí)，通過所述卸荷回路進(jìn)行放電，降低所述輸出電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 第一檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述光伏發(fā)電單元是否滿足需要與所述直流母排斷開的條件； 若符合所述斷開的條件，則所述投切控制模塊通過斷開功能性開關(guān)使得所述光伏發(fā)電單元與所述直流母排斷開。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 第二檢測(cè)模塊，用于在所述光伏發(fā)電單元通過所述功能性開關(guān)與所述直流母排斷開后，檢測(cè)失效的光伏發(fā)電單元是否滿足需要與所述直流母排連接的條件； 若符合所述連接的條件，則所述電壓獲取模塊獲取所述直流母排的母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓，所述計(jì)算模塊計(jì)算所述母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差，所述比較模塊比較所述電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值，所述投切執(zhí)行模塊根據(jù)所述幅值與所述預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系確定是否投切入所述直流母排。
9.一種光伏發(fā)電單元的在線投切系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:直流-直流變換器、上述權(quán)利要求5?8任一所述的光伏發(fā)電單元的在線投切裝置、直流母排； 其中，所述光伏發(fā)電單元的在線投切裝置用于獲取所述直流母排的母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓，計(jì)算所述母線電壓與所述直流-直流變換器的輸出電壓的電壓差，并比較所述電壓差的幅值與預(yù)設(shè)值，若所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值，則控制所述功能性開關(guān)閉合，使所述光伏發(fā)電單元投切入所述直流母排；若所述幅值大于或者等于所述預(yù)設(shè)值，則根據(jù)所述母線電壓與所述輸出電壓的大小對(duì)所述輸出電壓進(jìn)行充放電操作，以使所述幅值小于所述預(yù)設(shè)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述在線投切裝置還包括: 發(fā)送模塊，用于在所述母線電壓大于所述輸出電壓時(shí)，向所述直流-直流變換器發(fā)送指令使所述直流-直流變換器吸收光伏電池板的能量，為所述直流電容充電； 卸荷回路，用于在所述母線電壓小于所述輸出電壓時(shí)，通過所述卸荷回路進(jìn)行放電，降低所述輸出電壓。
【文檔編號(hào)】H02J1/06GK104253429SQ201410449144
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】張國(guó)駒, 劉炳, 祁奎 申請(qǐng)人:北京天誠(chéng)同創(chuàng)電氣有限公司