实现逆变器输入端电压快速降低的方法和装置与流程

1.本发明属于分布式发电技术领域，具体涉及一种能够实现逆变器输入端电压，即逆变器pv侧和电池侧的共模和差模电压快速降低的方法和装置。


背景技术：

2.北美pvrss安规要求：光伏快速关断功能应将距离阵列1m以上的pv输出电路在快速关断功能触发后30s内降低至30v以下，要求逆变器pv输入侧的如下三个电压满足此要求：pv+对pv-、pv+对gnd-e、pv-对gnd-e。
3.传统在的实现方案有：在v+对v-接入较以小电阻快速降低电压，满足此正负间电压要求，但这意味着更大的损耗和更低的效率；在母线端放置放电电阻，通过控制信号接通降低母线电压，以满足pv+对gnd-e、pv-对gnd-e的电压要求，如附图1所示，该方案引入了额外的控制和增加了电路和空间，提高了成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种无需增加器件且成本较低的实现逆变器输入端电压快速降低的方法。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种实现逆变器输入端电压快速降低的方法，该方法为：控制逆变器中的升压电路进行开环输出，并控制所述逆变器的风扇开启，来降低所述逆变器的输入端电压。
6.所述方法包括以下步骤：步骤1：判断所述逆变器的快速关断功能是否被触发，若是则执行步骤2；步骤2：令所述逆变器进入待机模式，然后执行步骤3；步骤3：判断所述逆变器中的母线电容电压与所述逆变器所连接的光伏组件两端电压之差是否达到或超过压差阈值，若是，则执行步骤 4，若否，则返回步骤2；步骤4：判断所述逆变器中的母线电容电压是否大于或等于高压阈值，若是，则执行步骤5，若否，则执行步骤6；步骤5：开启所述逆变器的风扇，并控制所述逆变器的升压电路进行开环输出，以降低所述逆变器输入端电压，然后返回步骤4；步骤6：关闭所述逆变器的风扇，并控制所述逆变器的升压电路不进行开环输出，然后执行步骤7；步骤7：判断所述逆变器中的母线电容电压是否小于或等于低压阈值，若是，则执行步骤8，若否，则返回步骤6；步骤8：关闭所述逆变器的电源。
7.所述步骤1中，基于所述逆变器配置的快速关断按钮的反馈信号判断所述逆变器的快速关断功能是否被触发。
8.所述步骤2中，断开所述逆变器的并网和离网继电器而使所述逆变器进入待机模
式。
9.所述步骤5中，所述逆变器的控制电路分别向所述风扇、所述升压电路输出对应的驱动信号，来开启所述逆变器的风扇、控制所述逆变器的升压电路进行开环输出。
10.所述步骤6中，利用所述逆变器的光伏输入端和/或电池输入端的放电电阻进行放电，以降低所述逆变器输入端电压。
11.所述步骤8中，所述逆变器的控制电路向所述逆变器的电源模块发送相应驱动信号，来关闭所述逆变器的电源。
12.本发明还提供一种无需增加器件且成本较低的实现逆变器输入端电压快速降低的装置，其方案是：一种实现逆变器输入端电压快速降低的装置，包括所述逆变器中的升压模块电路、控制电路和风扇，所述控制电路控制所述升压电路进行开环输出，并控制所述风扇开启，来降低所述逆变器的输入端电压。
13.所述实现逆变器输入端电压快速降低的装置还包括用于触发所述逆变器的快速关断功能的快速关断按钮。
14.所述实现逆变器输入端电压快速降低的装置还包括设置在所述逆变器的光伏输入端和电池输入端的放电电阻。
15.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明通过改变控制方法，用现有电路实现了逆变器输入端电压快速降低，无需增加额外电路和空间，降低了成本，还可以提高效率。
附图说明
16.附图1为传统方案的放电电路图。
17.附图2为实现本发明的逆变器输入端电压快速降低方法的逆变系统框图。
18.附图3为本发明的实现逆变器输入端电压快速降低的方法的流程图。
具体实施方式
19.下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
20.实施例一：如附图2所示，逆变系统包括逆变器以及与其连接的光伏组件、电池等，其中逆变器包括以下如下主要部分电路：升压模块电路、充电放电模块电路、母线电容、逆变电路、输出lc滤波、继电器电路、电源电路、控制电路，r1、r2分别是逆变器的光伏输入端和电池输入端的放电电阻，c1和c4分别是光伏输入端和电池输入端滤波电容，c2和c3、c5和c6分别是光伏输入端和电池输入端共模滤波电容。vpv为pv+对pv-电压；vbus为母线电容电压；vdrv_pv为pv驱动信号；vdrv_inv为逆变驱动信号；vdrv_fan为风扇的驱动信号；sps_off为关闭逆变器供电电源信号；vtrigger为快速关断的触发信号。
21.针对该现有的逆变器实现其输入端电压快速降低的方法为：控制逆变器中的升压电路进行开环输出，并控制逆变器的风扇开启，来降低逆变器的输入端电压。
22.如附图3所示，该实现逆变器输入端电压快速降低的方法包括以下步骤：步骤1：判断逆变器的快速关断功能是否被触发，若是则执行步骤2。
23.该步骤1中，基于逆变器配置的快速关断按钮的反馈信号vtrigger判断逆变器的
快速关断功能是否被触发，即当检测到vtrigger电平发生跳变，则表明逆变器的快速关断功能被触发。
24.步骤2：断开逆变器的并网和离网继电器而使逆变器进入待机模式，然后执行步骤3。
25.步骤3：采样逆变器中的母线电容电压vbus与逆变器所连接的光伏组件两端电压vpv，判断逆变器中的母线电容电压vbus与逆变器所连接的光伏组件两端电压vpv之差是否达到或超过压差阈值b，即判断vbus-vpv≥b是否成立，若是，则认为已经关断逆变器电源，执行步骤 4，若否，则返回步骤2。
26.步骤4：判断逆变器中的母线电容电压vbus是否大于或等于高压阈值c，即判断vbus≥c是否成立，若是，则执行步骤5，若否，则执行步骤6。
27.步骤5：此时电压较高，开启逆变器的风扇，并控制逆变器的升压电路进行开环输出，以降低逆变器输入端电压，然后返回步骤4。
28.该步骤5中，逆变器的控制电路向风扇输出对应驱动信号vdrv_fan来开启逆变器的风扇，降低母线电压vbus，向升压电路输出对应驱动信号vdrv_pv，控制逆变器的升压电路进行开环输出，以降低vpv电压和vbus电压。
29.步骤6：此时电压较低，关闭逆变器的风扇，并控制逆变器的升压电路不进行开环输出，利用逆变器的光伏输入端和/或电池输入端的放电电阻进行放电，以降低逆变器输入端电压即可满足要求，然后执行步骤7。当vbus＜c时，通过逆变器电源的自身功耗，会继续使得vbus降低。
30.步骤7：判断逆变器中的母线电容电压vbus是否小于或等于低压阈值d，即判断vbus≤d是否成立，若是，则执行步骤8，若否，则返回步骤6；步骤8：逆变器的控制电路向逆变器的电源模块发送相应驱动信号sps_off，关闭逆变器的电源。之后vpv电压通过放电电阻r1继续消耗能量，继续降低直到接近为0v。在总计时间为30s时，pv+对gnd-e、pv-对gnd-e的电压都能降低到30v以内。
31.基于上述实现逆变器输入端电压快速降低的方法，一种实现逆变器输入端电压快速降低的装置包括逆变器中的升压模块电路、控制电路和风扇，控制电路控制升压电路进行开环输出，并控制风扇开启，来降低逆变器的输入端电压。该实现逆变器输入端电压快速降低的装置还包括用于触发逆变器的快速关断功能的快速关断按钮，以及设置在逆变器的光伏输入端和电池输入端的放电电阻r1、r2。
32.上述方案也可以在制逆变器中的升压电路进行开环输出的同时，控制逆变器中的逆变电路也进行开环输出，则步骤5中，逆变器的控制电路向逆变电路输出对应的驱动信号vdrv_inv，控制逆变器的升压电路和逆变电路进行开环输出，以降低vpv电压和vbus电压。此时，实现逆变器输入端电压快速降低的电路还包括逆变器中的逆变电路。
33.仅控制升压电路进行开环输出的方案较控制升压电路和逆变电路进行开环输出的方案，在安全性等方面更优。
34.上述方案在快速关断按钮处引入反馈信号，在识别到快速关断触发后，通过使升压电路开环工作，能迅速降低pv+对pv-电压；同时开启风扇，能迅速降低母线电压，从而满足pv+对gnd-e、pv-对gnd-e的电压要求。无需减小pv+与pv-的负载，提高效率；无需增加额外电路和空间，用现有的电路实现快速降低输入侧差模和共模电压的功能，降低了成本。
35.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。