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多路输入的微型逆变器电路系统及其运行控制方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:30


多路输入的微型逆变器电路系统及其运行控制方法

技术领域

本发明涉及电路技术领域,尤其是涉及一种多路输入的微型逆变器电路系统及其运行控制方法。

背景技术

微型逆变器拓扑电路包括原边桥臂电路、高压变频器和副边桥臂电路。其中,原边桥臂电路和高频变压器组成的直流侧电路连通光伏组件,副边桥臂电路连通电网。直流侧电路包括多路,不同路的直流侧电路连通不同的光伏组件,多路直流侧电路共用一路副边桥臂电路。当其中一个光伏组件和对应的直流侧电路接入副边桥臂电路,其他光伏组件和对应的直流侧电路未接入副边桥臂电路时,由于多路直流侧电路共用一路副边桥臂电路,未接入的直流侧电路上会产生方波电压,对未接入的直流侧电路中原边桥臂电路中的电容进行充电,且充电电压较高,导致未接入的原边桥臂电路中的元器件容易过压损坏。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种多路输入的微型逆变器电路系统及其运行控制方法,以避免多路直流侧电路共用一路副边桥臂电路时,未接入的直流侧电路中原边桥臂电路中的电容被充电,消除未接入的原边桥臂电路中的元器件被损坏的风险。

第一方面,本发明实施例提供了一种多路输入的微型逆变器电路系统,该系统包括:多路直流侧电路、直流侧电路对应的开关装置、以及副边桥臂电路;直流侧电路连接对应的光伏组件;副边桥臂电路连接电网;多路直流侧电路均与副边桥臂电路连接;开关装置设置在:副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上;当多路直流侧电路中第一直流侧电路和对应的光伏组件接入副边桥臂电路时,闭合第一路直流侧对应的开关装置,断开第二直流侧电路对应的开关装置,以中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路;其中,该第二直流侧电路为:多路直流侧电路中,未接入副边桥臂电路的直流侧电路。

进一步的,上述开关装置设置在:副边桥臂电路与直流侧电路之间。

进一步的,上述直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器,该高频变压器通过电感连接副边桥臂电路的输入端;开关装置设置在:副边桥臂电路与电感之间。

进一步的,上述直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器;开关装置设置在:副边桥臂电路与高频变压器之间。

进一步的,上述开关装置设置在:直流侧电路内的指定位置。

进一步的,上述直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器;原边桥臂电路包括并联连接的超前桥臂和滞后桥臂;开关装置设置在:超前桥臂与高频变压器之间。

进一步的,上述直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器;原边桥臂电路包括并联连接的超前桥臂和滞后桥臂;开关装置设置在:滞后桥臂与高频变压器之间。

进一步的,上述直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器;原边桥臂电路包括并联连接的电容、超前桥臂和滞后桥臂;开关装置设置电容和超前桥臂之间,或者设置在电容和滞后桥臂之间。

进一步的,当第一直流侧电路和对应的光伏组件接入副边桥臂电路时,第二直流侧电路中的电容电压为零,且第二直流侧电路中原边桥臂电路的电压为零。

第二方面,本发明实施例提供了一种多路输入的微型逆变器电路系统的运行控制方法,该方法应用于多路输入的微型逆变器电路系统;系统包括多路直流侧电路、直流侧电路对应的开关装置、以及副边桥臂电路;直流侧电路连接对应的光伏组件;副边桥臂电路连接电网;多路直流侧电路均与副边桥臂电路连接;开关装置设置在:副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上;该方法包括:采集多路直流侧电路的直流侧电压;基于直流侧电压,确定接入副边桥臂电路的第一直流侧电路;控制第一路直流侧对应的开关装置闭合,控制第二直流侧电路对应的开关装置断开,以中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路;其中,第二直流侧电路为:多路直流侧电路中,未接入副边桥臂电路的直流侧电路。

进一步的,上述基于直流侧电压,确定接入副边桥臂电路的第一直流侧电路的步骤,包括:判断每路直流侧电路的直流侧电压是否大于预设的电压阈值;将直流侧电压大于预设的电压阈值的直流侧电路,确定为接入副边桥臂电路的第一直流侧电路。

上述方法还包括:将直流侧电压小于或等于预设的电压阈值的直流侧电路,确定为未接入副边桥臂电路的第二路直流侧电路。

本发明实施例带来了以下有益效果:

上述多路输入的微型逆变器电路系统及其运行控制方法,其中,该系统包括:多路直流侧电路、直流侧电路对应的开关装置、以及副边桥臂电路;直流侧电路连接对应的光伏组件;副边桥臂电路连接电网;多路直流侧电路均与副边桥臂电路连接;开关装置设置在:副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上;当多路直流侧电路中第一直流侧电路和对应的光伏组件接入副边桥臂电路时,闭合第一路直流侧对应的开关装置,断开第二直流侧电路对应的开关装置,以中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路;其中,该第二直流侧电路为:多路直流侧电路中,未接入副边桥臂电路的直流侧电路。该方式中,在多路输入的微型逆变器电路系统中,通过在副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上增加开关装置,有效的将未接入光伏组件的直流侧电路与并网电路及副边桥臂电路断开,避免了副边桥臂电路向未接入光伏组件的直流侧电路中的电容充电,消除了未接入光伏组件的直流侧电路的元器件被损坏的风险。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种单级微型逆变器拓扑结构的示意图;

图2为本发明实施例提供的一种单级双路微型逆变器拓扑结构的示意图;

图3为本发明实施例提供的一种多路输入的微型逆变器电路系统的示意图;

图4为本发明实施例提供的一种开关装置在副边桥臂电路与电感之间的微型逆变器拓扑结构的示意图;

图5为本发明实施例提供的一种开关装置在副边桥臂电路与高频变压器之间的微型逆变器拓扑结构的示意图;

图6为本发明实施例提供的一种开关装置在超前桥臂与高频变压器之间的微型逆变器拓扑结构的示意图;

图7为本发明实施例提供的一种开关装置在滞后桥臂与高频变压器之间的微型逆变器拓扑结构的示意图;

图8为本发明实施例提供的一种开关装置设置在电容和超前桥臂之间的微型逆变器拓扑结构的示意图;

图9为本发明实施例提供的另一种开关装置设置在电容和滞后桥臂之间的微型逆变器拓扑结构的示意图;

图10为本发明实施例提供的一种多路输入的微型逆变器电路系统的运行控制方法的流程图;

图11为本发明实施例提供的另一种多路输入的微型逆变器电路系统的运行控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

微型逆变器拓扑电路包括原边桥臂电路、高压变频器和副边桥臂电路。其中,原边桥臂电路和高频变压器组成的直流侧电路连通光伏组件,副边桥臂电路连通电网,直流侧电路可以是一路或多路。

图1提供了一种单级微型逆变器拓扑结构,该微型逆变器有一路直流侧电路,直流侧电路对应的原边桥臂电路采用H桥电路,副边桥臂电路采用双向开关电路,通过高频变压器实现升压和原副边隔离。副边桥臂电路的输出端作为微型逆变器的输出端,微型逆变器的输出端通过滤波器连接电网。微型逆变器中副边桥臂电路对应的双向开关,即S5和S6构成上半桥臂双向开关,S7和S8构成下半桥臂双向开关。在电网电压大于零时,副边开关管工作在模式一:S5和S7作为高频管,进行高频斩波,S6和S8直通;当电网电压小于零时,副边开关管工作在模式二:S6和S8为高频管,进行高频斩波,S5和S7直通。

上述微型逆变器通过控制原边桥臂、副边桥臂的外移相角及原边桥臂内移相角,可以实现单级并网功能。在这里,存在两个自由度,即:原边两个桥臂之间的内移相角D1、原边桥臂和副边桥臂之间的外移相角D2,通过控制D1和D2可以实现能量的传输。其中D1定义为S4管滞后S1管的角度,D2定义为S5(S8)管滞后S1管的角度。

在多路输入的微型逆变器中,多路直流侧电路共用一路副边桥臂电路,示例地,图2提供了一种单级双路微型逆变器拓扑结构,该微型逆变器有两路直流侧电路,为一拖二微逆拓扑结构,该微型逆变器的副边桥臂电路是共用一套双向开关和电容桥臂组成的电路。

当光伏组件1正常接入,而光伏组件2未正常接入时,与光伏组件1连接的直流侧电路为第一直流侧电路,光伏组件2对应的直流侧电路为第二直流侧电路,由于共用副边双向开关桥臂及输出滤波器,尽管光伏组件2未接入,但是第二直流侧电路中高频变压器的副边电压和第一直流侧电路中高频变压器的副边电压相同,且在一直斩波,这种情况下,第二直流侧电路中的变压器会在其原边桥臂电路中产生对应的方波电压,并且通过第二直流侧电路的原边桥臂的二极管对其电路中的原边电容进行充电,电压会被冲得比较高,容易导致第二直流侧电路中原边桥臂电路的元器件过压损坏。

为了解决这一问题,相关技术中,在多路输入的微型逆变器电路中,可以通过控制未接入路的输入电压,保证其不超过限定电压,从而保护未接入路的开关管及原边电容不受过压损坏。但是这种方式未接入路PV(Photo Voltaic,光伏)端口仍然存在电压,且控制该电压需要一定的资源损耗。

基于上述问题,本发明实施例提供的一种多路输入的微型逆变器电路系统及其运行控制方法,该技术涉及电路技术领域。

为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种多路输入的微型逆变器电路系统进行详细介绍。

图3所示为本实施例公开的一种多路输入的微型逆变器电路系统的结构示意图。该系统包括:多路直流侧电路、直流侧电路对应的开关装置、以及副边桥臂电路;直流侧电路连接对应的光伏组件;副边桥臂电路连接电网;多路直流侧电路均与副边桥臂电路连接。

该微型逆变器电路系统中的开关装置设置在:副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上;当多路直流侧电路中第一直流侧电路和对应的光伏组件接入副边桥臂电路时,闭合第一直流侧电路对应的开关装置,断开第二直流侧电路对应的开关装置,以中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路;其中,第二直流侧电路为:多路直流侧电路中,未接入副边桥臂电路的直流侧电路。

上述光伏组件作为直流源,与直流侧电路的输入端连接。上述直流侧电路上包括电容及其他电路组件,其他电路组件包括原边桥臂电路和高频变压器,原边桥臂电路可以采用H桥电路,原边H桥电路包含开关管,原边桥臂电路与高频变压器连接,通过高频变压器实现升压和原副边隔离。上述副边桥臂电路可以采用双向开关电路,包含开关管和电容。

上述第一直流侧电路是多路直流侧电路中,当前可以进行直流到交流的变换工作的电路,第一直流侧电路与光伏组件正常连接,可以通过控制原边桥臂电路、副边桥臂电路外移相角及原边桥臂内移相角,实现并网功能。上述第二直流侧电路为:多路直流侧电路中,未接入副边桥臂电路的直流侧电路。

未接入副边桥臂电路的直流侧电路,可以理解为,多路直流侧电路中,不需要通过该直流侧电路与副边桥臂电路形成通路,进行直流到交流的变换工作。该第二直流侧电路未连接直流源,例如未与光伏组件正常连接或者光伏组件完全被遮挡不能工作,这种情况下,该第二直流侧电路属于未接入副边桥臂电路的直流侧电路。

上述开关装置用于控制第二直流侧电路与第一直流侧电路及副边桥臂电路的通断。需要说明的是,上述微型逆变器电路系统中,第一直流侧电路和第二直流侧电路可以有一个或者多个,每个直流侧电路都可以设置对应的开关装置。

在这里,该多路输入的微型逆变器电路系统包括:多路直流侧电路、直流侧电路对应的开关装置、以及副边桥臂电路。直流侧电路的输入端连接对应的光伏组件,直流侧电路的输出端连接副边桥臂电路,各路直流侧电路的输出端与副边桥臂电路连接,副边桥臂电路的输出端连接电网。开关装置设置在副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上,可以是直流侧电路中电容与其他电路组件之间的电路上,也可以是其他电路组件的电路中,也可以是直流侧电路与副边桥臂电路之间的电路上,开关装置的数量不受限制。

当直流侧电路与光伏组件正常连接,可以通过控制原边桥臂电路、副边桥臂电路外移相角及原边桥臂内移相角,实现并网功能时,该直流侧电路为第一直流侧电路。当直流侧电路未连接直流源,例如未与光伏组件正常连接或者光伏组件完全被遮挡不能工作时,该直流侧电路属于未接入副边桥臂电路的第二直流侧电路,

在这里,当多路直流侧电路中第一直流侧电路和对应的光伏组件接入副边桥臂电路时,闭合第一直流侧电路对应的开关装置,断开第二直流侧电路对应的开关装置,可以断开副边电压耦合到第二直流侧电路的原边电压并通过原边H桥对第二直流侧电路的原边电容进行充电的线路,即,中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路。

该方式下,避免了副边桥臂电路向未接入的直流侧电路中的电容进行充电,消除了未接入的直流侧电路中的元器件被损坏的风险,也消除了未接入的原边桥臂电路中的元器件被损坏的风险。

上述多路输入的微型逆变器电路系统,包括:多路直流侧电路、直流侧电路对应的开关装置、以及副边桥臂电路;直流侧电路连接对应的光伏组件;副边桥臂电路连接电网;多路直流侧电路均与副边桥臂电路连接;开关装置设置在:副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上;当多路直流侧电路中第一直流侧电路和对应的光伏组件接入副边桥臂电路时,闭合第一路直流侧对应的开关装置,断开第二直流侧电路对应的开关装置,以中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路;其中,该第二直流侧电路为:多路直流侧电路中,未接入副边桥臂电路的直流侧电路。该方式中,在多路输入的微型逆变器电路系统中,通过在副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上增加开关装置,有效的将未接入副边桥臂电路的直流侧电路与并网电路及副边桥臂电路断开,避免了副边桥臂电路向未接入的直流侧电路中的电容进行充电,消除了未接入的直流侧电路中的元器件被损坏的风险。

一种方式中,开关装置设置在:副边桥臂电路与直流侧电路之间。

在这里,直流侧电路还包括原边桥臂电路和高频变压器,原边桥臂电路与高频变压器连接,高频变压器可通过电感与副边桥臂电路连接,开关装置设置在副边桥臂电路与直流侧电路之间。

一个实施例中,直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器,高频变压器通过电感连接副边桥臂电路的输入端;开关装置设置在:副边桥臂电路与电感之间。

上述原边桥臂电路可以采用H桥电路,副边桥臂电路采用双向开关电路,副边桥臂电路包含双向开关及电容桥臂。

示例地,以一拖二微逆拓扑结构为例,一种微型逆变器的拓扑如图4所示,直流侧电路的原边桥臂采用H桥电路,每个H桥电路包括四个开关管,原边桥臂电路与高频变压器连接,高频变压器通过电感L

当光伏组件1接入且光伏组件2未正常接入时,与光伏组件1连接的直流侧电路为第一直流侧电路,光伏组件2对应的直流侧电路为第二直流侧电路,Scut1、Scut2分别为第一直流侧电路、第二直流侧电路对应的开关装置,开关装置设置在副边桥臂电路与电感之间。可以通过执行Scut1闭合,Scut2断开操作,将第二直流侧电路的原边H桥与第一直流侧电路的高频变压器、以及与副边桥臂电路的双向开关断开,中断第一直流侧电路并网时副边电压对第二直流侧电路的影响。

当然,当光伏组件2接入后,可以将Scut2闭合,保证上述第二直流侧电路在光伏组件后,可以正常并网运行。

不失一般性,当存在更多路直流侧电路时,则每一路直流侧电路均可设定一个开关装置,假定存在n路直流侧电路,则需要增加n个开关装置,命名分别为Scut1,Scut2…Scutn。

另一个实施例中,直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器;开关装置设置在:副边桥臂电路与高频变压器之间。

示例地,以一拖二微逆拓扑结构为例,一种微型逆变器的拓扑如图5所示,原边桥臂电路采用H桥电路,副边桥臂电路采用双向开关电路,包含双向开关及电容桥臂,副边桥臂电路的输出端通过滤波器连接电网。

当图中原边H桥1所在的直流侧电路正常接入光伏组件,原边H桥2所在的直流侧电路未正常接入光伏组件时,原边H桥1对应的直流侧电路为第一直流侧电路,原边H桥2对应的直流侧电路为第二直流侧电路,Scut1、Scut2分别为第一直流侧电路、第二直流侧电路对应的开关装置,开关装置设在了副边桥臂电路与高频变压器之间,也就是副边桥臂电路的下侧,可以通过执行Scut1闭合,Scut2断开操作,将第二直流侧电路的原边H桥与第一直流侧电路的高频变压器、以及与副边桥臂电路的双向开关断开,中断第一直流侧电路并网时副边电压对第二直流侧电路的影响。

当然,当光伏组件2接入第二直流侧电路后,可以将Scut2闭合,保证上述第二直流侧电路在光伏组件后,可以正常并网运行。

不失一般性,当存在更多路直流侧电路时,则每一路直流侧电路均可设定一个开关装置,假定存在n路直流侧电路,则需要增加n个开关装置,命名分别为Scut1,Scut2…Scutn。

一个方式中,开关装置设置在:直流侧电路内的指定位置。

该指定位置为直流侧电路的原边桥臂与高频变压器之间,或直流侧电路的电容与原边桥臂之间。

一个实施例中,直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器;原边桥臂电路包括并联连接的超前桥臂和滞后桥臂;开关装置设置在:超前桥臂与高频变压器之间。

示例地,以一拖二微逆拓扑结构为例,一种微型逆变器的拓扑如图6所示,直流侧电路的原边桥臂采用H桥电路,每个H桥电路包括四个开关管:S1 S4,其中,其中,S1和S2组成超前桥臂,S3和S4串联形成滞后桥臂,超前桥臂与滞后桥臂并联连接;原边桥臂电路与高频变压器连接,高频变压器通过电感L

当光伏组件1接入且光伏组件2未正常接入时,与光伏组件1连接的直流侧电路为第一直流侧电路,光伏组件2对应的直流侧电路为第二直流侧电路,Scut1、Scut2分别为第一直流侧电路、第二直流侧电路对应的开关装置,开关装置设在了S1与高频变压器之间,也就是原边桥臂电路的上侧。可以通过执行Scut1闭合,Scut2断开操作,将第二直流侧电路的原边H桥与第一直流侧电路的高频变压器、以及与副边桥臂电路的双向开关断开,中断第一直流侧电路并网时副边电压对第二直流侧电路的影响。

当然,当光伏组件2接入第二直流侧电路后,可以将Scut2闭合,保证上述第二直流侧电路在光伏组件后,可以正常并网运行。

不失一般性,当存在更多路直流侧电路时,则每一路直流侧电路均可设定一个开关装置,假定存在n路,则需要增加n个开关装置,命名分别为Scut1,Scut2…Scutn。

另一个实施例中,直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器;原边桥臂电路包括并联连接的超前桥臂和滞后桥臂;开关装置设置在:滞后桥臂与高频变压器之间。

示例地,以一拖二微逆拓扑结构为例,一种微型逆变器的拓扑如图7所示,直流侧电路的原边桥臂采用H桥电路,每个H桥电路包括四个开关管:S1 S4,其中,其中,S1和S2组成超前桥臂,S3和S4串联形成滞后桥臂,超前桥臂与滞后桥臂并联连接;原边桥臂电路与高频变压器连接,高频变压器通过电感L

当光伏组件1接入且光伏组件2未正常接入时,与光伏组件1连接的直流侧电路为第一直流侧电路,光伏组件2对应的直流侧电路为第二直流侧电路,Scut1、Scut2分别为第一直流侧电路、第二直流侧电路对应的开关装置,开关装置设在了S4与高频变压器之间,也就是原边桥臂电路的下侧。可以通过执行Scut1闭合,Scut2断开操作,将第二直流侧电路的原边H桥与第一直流侧电路的高频变压器、以及与副边桥臂电路的双向开关断开,中断第一直流侧电路并网时副边电压对第二直流侧电路的影响。

当然,当光伏组件2接入第二直流侧电路后,可以将Scut2闭合,保证上述第二直流侧电路在光伏组件后,可以正常并网运行。

不失一般性,当存在更多路直流侧电路时,则每一路直流侧电路均可设定一个开关装置,假定存在n路,则需要增加n个开关装置,命名分别为Scut1,Scut2…Scutn。

还有一种方式,直流侧电路包括原边桥臂电路和高频变压器;原边桥臂电路包括并联连接的电容、超前桥臂和滞后桥臂;开关装置设置在电容和超前桥臂之间,或者设置在电容和滞后桥臂之间。

上述开关装置可以设置在电容和超前桥臂之间,或者电容和滞后桥臂之间。

示例地,以一拖二微逆拓扑结构为例,一种微型逆变器的拓扑如图8所示,直流侧电路的原边桥臂采用H桥电路,每个H桥电路包括四个开关管:S1 S4,其中,其中,S1和S2组成超前桥臂,S3和S4串联形成滞后桥臂,超前桥臂与滞后桥臂并联连接;原边桥臂电路与高频变压器连接,高频变压器通过电感L

当光伏组件1接入且光伏组件2未正常接入时,与光伏组件1连接的直流侧电路为第一直流侧电路,光伏组件2对应的直流侧电路为第二直流侧电路,Scut1、Scut2分别为第一直流侧电路、第二直流侧电路对应的开关装置,开关装置设在了S1与直流侧电路中的电容之间,如图中,开关装置放在电容与原边桥臂的上侧连接电路之间。可以通过执行Scut1闭合,Scut2断开操作,将第二直流侧电路的原边H桥与第一直流侧电路的高频变压器、以及与副边桥臂电路的双向开关断开,中断第一直流侧电路并网时副边电压对第二直流侧电路的影响。

另一个示例中,如图9所示,开关装置还可以设在电容与滞后桥臂之间,也就是图中电容与原边桥臂的下侧连接电路,可以通过执行Scut1闭合,Scut2断开操作,将第二直流侧电路的原边H桥与第一直流侧电路的变压器、以及与副边桥臂电路的双向开关断开,中断第一直流侧电路并网时副边电压对第二直流侧电路的影响。

当然,当光伏组件2接入第二直流侧电路后,可以将Scut2闭合,保证上述第二直流侧电路在光伏组件后,可以正常并网运行。

不失一般性,当存在更多路直流侧电路时,则每一路直流侧电路均可设定一个开关装置,假定存在n路直流侧电路,则需要增加n个开关装置,命名分别为Scut1,Scut2…Scutn。

上述方式,通过在电路中增加开关装置,通过判定当前路的接入情况,有选择的将未接入光伏组件的变压器及原边H桥与并网电路及副边桥臂电路断开,从而避免副边电压耦合到未接入光伏组件的直流侧电路的原边电压,并通过原边H桥对原边电容进行充电的情况,保证未接入光伏组件的直流侧电路的原边输入侧无电压,消除了未接入光伏组件的直流侧电路的元器件被损坏的风险。该方式与现有技术中,通过调控降低未接入光伏组件的直流侧电路的直流侧电压相比,降低了资源的损耗,提高了发电量。

在一个实施例中,当第一直流侧电路和对应的光伏组件接入副边桥臂电路时,第二直流侧电路中的电容电压为零,且第二直流侧电路中原边桥臂电路的电压为零。

实际实现时,可以由主控,例如核心控制器MCU,自动控制开关装置的闭合和断开状态,以控制第二直流侧电路与第一直流侧电路及副边桥臂电路的通断。

当第一直流侧电路和对应的光伏组件接入副边桥臂电路时,核心控制器MCU自动闭合第一直流侧电路对应的开关装置,断开第二直流侧电路对应的开关装置,使得第二直流侧电路中的电容电压为零,且第二直流侧电路中原边桥臂电路的电压为零。

该方式下,避免了多路输入的微型逆变器电路系统中,副边桥臂电路向未接入光伏组件的直流侧电路中的电容充电,消除了未接入的原边桥臂电路中的元器件被损坏的风险。

基于上述多路输入的微型逆变器电路系统,对本发明实施例所公开的一种多路输入的微型逆变器电路系统的运行控制方法进行详细介绍。该控制方法应用于上述多路输入的微型逆变器电路系统,该系统包括多路直流侧电路、直流侧电路对应的开关装置、以及副边桥臂电路;直流侧电路连接对应的光伏组件;副边桥臂电路连接电网;多路直流侧电路均与副边桥臂电路连接;开关装置设置在:副边桥臂电路与直流侧电路中电容之间的电路上;如图10所示,该方法包括如下步骤:

步骤S1002,采集多路直流侧电路的直流侧电压;

可以在微型逆变器并网前,检测并采集各路直流侧电路的直流侧电压。

步骤S1004,基于直流侧电压,确定接入副边桥臂电路的第一直流侧电路;

上述第一直流侧电路是多路直流侧电路中,当前进行直流到交流的变换工作的直流侧电路,第一直流侧电路与光伏组件正常连接,可以通过控制原边桥臂电路、副边桥臂电路外移相角及原边桥臂内移相角,实现并网功能。

在这里,可以通过采集到的各个直流侧电压与预设的电压阈值进行比较,确定第一直流侧电路。示例地,将直流侧电压大于预设的电压阈值的直流侧电路,确定为接入副边桥臂电路的第一直流侧电路。

步骤S1006,控制第一路直流侧对应的开关装置闭合,控制第二直流侧电路对应的开关装置断开,以中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路;

上述第二直流侧电路可以理解为,多路直流侧电路中,不需要参与直流到交流的变换工作的直流侧电路,该第二直流侧电路未连接直流源,例如未与光伏组件正常连接或者光伏组件完全被遮挡不能工作,这种情况下,该第二直流侧电路属于未接入副边桥臂电路的直流侧电路。

通过控制第一路直流侧对应的开关装置闭合,控制第二直流侧电路对应的开关装置断开,控制第二直流侧电路与第一直流侧电路及副边桥臂电路的电路断开,中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路。

上述多路输入的微型逆变器电路的运行控制方法,采集多路直流侧电路的直流侧电压;基于直流侧电压,确定接入副边桥臂电路的第一直流侧电路;控制第一路直流侧对应的开关装置闭合,控制第二直流侧电路对应的开关装置断开,以中断副边桥臂电路向第二直流侧电路中的电容进行充电的通路;其中,第二直流侧电路为:多路直流侧电路中,未接入副边桥臂电路的直流侧电路。该方式中,根据直流侧电压,确定接入副边桥臂电路的第一直流侧电路,以及未接入副边桥臂电路的第二直流侧电路,通过控制第一路直流侧对应的开关装置闭合,控制第二直流侧电路对应的开关装置断开,有效地将未接入光伏组件的直流侧电路与并网电路及副边桥臂电路断开,避免了副边桥臂电路向未接入光伏组件的直流侧电路中的电容充电,消除了未接入光伏组件的直流侧电路的元器件被损坏的风险。

下述实施例提供确定第一直流侧电路的具体实现方式。

具体地,判断每路直流侧电路的直流侧电压是否大于预设的电压阈值;将直流侧电压大于预设的电压阈值的直流侧电路,确定为接入副边桥臂电路的第一直流侧电路。

该方式中,将采集到的每路直流侧电路的直流侧电压与预设的电压阈值进行比较,判断每路直流侧电路的直流侧电压是否大于预设的电压阈值;将直流侧电压大于预设的电压阈值的直流侧电路,确定为接入副边桥臂电路的第一直流侧电路。

下述实施例提供确定第二直流侧电路的具体实现方式。

将直流侧电压小于或等于预设的电压阈值的直流侧电路,确定为未接入副边桥臂电路的第二路直流侧电路。

该方式中,将采集到的每路直流侧电路的直流侧电压与预设的电压阈值进行比较,将直流侧电压小于或等于预设的电压阈值的直流侧电路,确定为未接入副边桥臂电路的第二路直流侧电路。

一个具体的实施例中,如图11所示,对多路输入的微型逆变器电路系统的运行控制步骤进行了介绍:

在微型逆变器系统的各路直流侧电路并网前,判断每路直流侧电路的直流侧电压Vpv是否大于预设的电压阈值,例如20V;如果检测到Vpvn小于或等于预设的电压阈值,则判定该路直流侧电路(也就是图中组件)未接入副边桥臂电路,则将此路的直流侧电路的开关装置断开;如果检测到Vpvn大于预设的电压阈值,则判定该路直流侧电路接入了副边桥臂电路,则将此路的直流侧电路的开关装置闭合,该直流侧电路进行后续并网运行。

上述方式,通过直流侧电路的开关装置能够有效的将将未接入副边桥臂电路的直流侧电路与并网电路及副边桥臂电路断开,从而保证正常并网路的副边电压不会影响到未接入路的原边电容电压,从而消除未接入路原边存在电压及过压的风险,相比于现在的通过控制未接入路的H桥控制直流侧电压,也降低了损耗,提升了发电量。

另外,在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是:以上实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

相关技术
  • 一种逆变器输入侧控制方法和应用其的逆变器
  • 一种输入功率控制方法以及光伏逆变器
  • 一种多路独立输入的微型逆变器及光伏系统
  • 具有混合电池组和在输入侧与电池组连接的NPC逆变器的电池组系统和用于运行在输入侧与混合电池组连接的NPC逆变器的方法
技术分类

06120116503171