基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法
【专利摘要】一种基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法，光伏逆变器包括N个并联模块或者逆变单元，其步骤为：(1)检测逆变器总输出功率Ps及已开启的模块或者逆变单元的个数M；(2)当M≥N时，所有模块或者逆变单元工作在Ps/N对应的功率点；否则，执行步骤(3)；(3)当光伏逆变器总输出功率满足：0≤M＜N，Ps＞M*η*Pe时，开启未开启队列Q1中位于对头元素对应的模块或逆变单元；否则执行步骤(4)；(4)当光伏逆变器总输出功率满足：1≤M，Ps≤(M-1)*η*Pe时，关闭已开启模块或逆变单元队列Q2中位于队头元素对应的模块或逆变单元；否则，结束控制。本发明具有原理简单、易实现、能够减小系统损耗、提升逆变器转换效率等优点。
【专利说明】基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及到光伏发电【技术领域】，特指一种适用于多个逆变单元并联的光伏 逆变器控制方法。
【背景技术】
[0002] 光伏逆变器的转换效率是光伏逆变器的重要性能指标，在光伏发电行业，逆变器 效率的提升带来的是直接的经济效益，转换效率甚至成为各厂家抢占光伏逆变器市场的决 胜武器。目前，通过优化光伏逆变器硬件来降低系统损耗，提升转换效率的空间越来越有 限。
[0003] 对于采用模块并联或者逆变单元并联的光伏逆变器，传统的控制方法采用逆变单 元均流输出，使每个单元在相同的功率点运行。传统控制方法的缺点是逆变器的轻载转换 效率低，电流谐波大。即，现有的技术方案是根据太阳光辐照度的差异，在轻载运行时，通过 开启和关闭部分模块或逆变单元来提升转换效率。现有的技术方案中，根据太阳光辐照度 的差异，在轻载运行时，通过开启和关闭部分模块或逆变单元来提升转换效率。开启的部 分模块和逆变单元在满功率点运行或者接近满功率点运行，没有充分考虑光伏逆变器的最 佳效率点并不是额定功率点的特性，因此并不能最大限度的提升光伏逆变器的转换效率。 在现有的技术方案中，是以逆变单元开启和关闭的先后次序来决定逆变单元的轮换休眠模 式，即根据光伏逆变器当前总输出功率的变化趋势，采用最先开启的逆变单元最先被关闭、 最先关闭的逆变单元最先被开启的原则，没有充分考虑每次轮换中各逆变单元开启的时间 差异，因此难以保证各个逆变单元的开机时间相同，也就无法保证各逆变单元的寿命周期 大致相等。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种原理简单、易实现、能够减小系统损耗、提升逆变器转换效率的基于多个逆变单元并联的 光伏逆变器控制方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法，所述光伏逆变器包括N个并 联模块或者逆变单元，其步骤为：
[0007] (1)检测逆变器总输出功率Ps及已开启的模块或者逆变单元的个数M ;
[0008] (2)当M彡N时，所有模块或者逆变单元工作在Ps/N对应的功率点；否则，执行步 骤⑶；
[0009] (3)当光伏逆变器总输出功率满足：0彡M<N，Ps>M*n*Pe时，开启未开启队列 Ql中位于对头元素对应的模块或逆变单元；否则执行步骤（4);其中，η表示单个模块或者 逆变单元最佳转换效率点系数，〇〈 η < 1 ;
[0010] ⑷当光伏逆变器总输出功率满足：1彡M，Ps彡（M-ι)* η*Pe时，关闭已开启模块 或逆变单元队列Q2中位于队头元素对应的模块或逆变单元；否则，结束控制。
[0011] 作为本发明的进一步改进：当光伏逆变器总输出功率满足：(M-l)*n*Pe < Ps彡Μ* η *Pe，2 < M < N，则前M-I个模块或者逆变单元工作在η *Pe功率点，以最大转 换效率并网发电，第M个模块或者逆变单元工作在Ps-(M-I) * η *Pe。
[0012] 作为本发明的进一步改进：在步骤（3)中，当M = O时，光伏逆变器开始并网发电， 开启一个模块或逆变单元；当M > 1时，前M个模块或者逆变单元工作在η *Pe功率点，以 最大转换效率并网发电，第M+1个模块或者逆变单元工作在Ps-M* η *Pe功率点；同时，在未 开启模块或逆变单元队列Ql中删除最新开启的模块或逆变单元对应的元素，并将最新开 启的模块或逆变单元作为新的元素插入已开启模块或逆变单元队列Q2中。
[0013] 作为本发明的进一步改进：在步骤（4)中，若M= 1，光伏逆变器停止发电；若M = 2,则保留1个模块或逆变单元；若M > 2,则前M-2个模块或者逆变单元工作在η *Pe功率 点，以最大转换效率并网发电，第M-I个模块或者逆变单元工作在Ps- (M-I) * η *Pe ;在已开 启队列Q2中删除最新关闭的模块或逆变单元对应的元素，并将最新关闭的模块或逆变单 元作为新的元素插入已关闭队列Ql中。
[0014] 作为本发明的进一步改进：当未开启模块或逆变单元队列Ql中的元素个数发生 变化时，则根据队列中各个元素对应的模块或者逆变单元的开启总时间大小进行从新排 序，开启时间最短的元素位于队头，开启时间最长的元素位于队尾。
[0015] 作为本发明的进一步改进：当已开启模块或逆变单元队列Q2中的元素个数发生 变化时，根据队列中各个元素对应的模块或者逆变单元的开启总时间大小进行从新排序， 开启时间最长的元素位于队头，开启时间最短的元素位于队尾。
[0016] 作为本发明的进一步改进：所述已开启的模块或者逆变单元的个数M满足关系 式：
【权利要求】
1. 一种基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法，所述光伏逆变器包括N个并联 模块或者逆变单元，其特征在于，步骤为： (1) 检测逆变器总输出功率Ps及已开启的模块或者逆变单元的个数M ; (2) 当M > N时，所有模块或者逆变单元工作在Ps/N对应的功率点；否则，执行步骤 (3)； (3) 当光伏逆变器总输出功率满足：0彡M < N，Ps > M* n*Pe时，开启未开启队列Ql 中位于对头元素对应的模块或逆变单元；否则执行步骤（4);其中，η表示单个模块或者逆 变单元最佳转换效率点系数，〇〈 η < 1 ; (4) 当光伏逆变器总输出功率满足：1彡M，Ps彡（M-I)* n*Pe时，关闭已开启模块或逆 变单元队列Q2中位于队头元素对应的模块或逆变单元；否则，结束控制。
2. 根据权利要求1所述的基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法，其特征在 于，当光伏逆变器总输出功率满足：(M-I) * η *Pe < Ps彡Μ* η *Pe，2 < M < N，则前M-I个 模块或者逆变单元工作在η *Pe功率点，以最大转换效率并网发电，第M个模块或者逆变单 元工作在 Ps-(M-I) * η *Pe。
3. 根据权利要求1所述的基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法，其特征在 于，在步骤（3)中，当M = O时，光伏逆变器开始并网发电，开启一个模块或逆变单元；当M > 1时，前M个模块或者逆变单元工作在η *Pe功率点，以最大转换效率并网发电，第M+1 个模块或者逆变单元工作在Ps-M* η *Pe功率点；同时，在未开启模块或逆变单元队列Ql中 删除最新开启的模块或逆变单元对应的元素，并将最新开启的模块或逆变单元作为新的元 素插入已开启模块或逆变单元队列Q2中。
4. 根据权利要求1所述的基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法，其特征在 于，在步骤（4)中，若M = 1，光伏逆变器停止发电；若M = 2,则保留1个模块或逆变单元； 若M > 2,则前M-2个模块或者逆变单元工作在η *Pe功率点，以最大转换效率并网发电，第 M-I个模块或者逆变单元工作在Ps-(M-I) * η *Pe ;在已开启队列Q2中删除最新关闭的模块 或逆变单元对应的元素，并将最新关闭的模块或逆变单元作为新的元素插入已关闭队列Ql 中。
5. 根据权利要求1或2或3或4所述的基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法， 其特征在于，当未开启模块或逆变单元队列Ql中的元素个数发生变化时，则根据队列中各 个元素对应的模块或者逆变单元的开启总时间大小进行从新排序，开启时间最短的元素位 于队头，开启时间最长的元素位于队尾。
6. 根据权利要求1或2或3或4所述的基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方法， 其特征在于，当已开启模块或逆变单元队列Q2中的元素个数发生变化时，根据队列中各个 元素对应的模块或者逆变单元的开启总时间大小进行从新排序，开启时间最长的元素位于 队头，开启时间最短的元素位于队尾。
7. 根据权利要求1或2或3或4所述的基于多个逆变单元并联的光伏逆变器控制方 法，其特征在于，所述已开启的模块或者逆变单元的个数M满足关系式：
【文档编号】H02M7/493GK104393618SQ201410674629
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】冯江华, 蹇芳, 吴强, 赵香桂, 吴恒亮, 王南, 陈艺峰, 唐海燕, 刘昭翼, 张蓉, 朱淇凉, 姚明, 张洪浩 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司