CN103560659A - 避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法 - Google Patents

避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法。由于逆变器的输出侧设置有与电网连接的功率继电器，Relay是一种机械开关，其开关次数是有寿命限制的，如果逆变器长期不停的开关机，这样会对Relay的寿命很不利。一种避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法，包括起机电压
Figure 2013105094354100004DEST_PATH_IMAGE002
，最小电压
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，关机电压，其特征在于：将光伏并网逆变器的起机电压与关机电压
Figure 359951DEST_PATH_IMAGE001
形成一个滞环。将光伏并网逆变器的启动最小电压、与运行时候的停机电压形成一个滞环，就避免了频繁的开关机；Relay也不会处在不断的断开、吸合的过程中，延长了Relay的寿命。

Description

避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法
技术领域
 本发明涉及光伏并网逆变器频繁开机的控制方法，尤其是避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法。 
背景技术
在光照不足的时候，光伏电池板的输出电流最小，在接近光伏并网逆变器的起机电压时，由于光伏逆变器的输出特性，参见图2，在光伏电池板不输出功率时，其输出电压为开路电压Voc，一旦其开始输出功率，其输出电压就会下降；如果开路电压Voc刚满足逆变器的开机电压，则逆变器开始运行，这时，从光伏电池板抽取功率，光伏电池板的输出电压就开始下降，这样电压又小于逆变器的工作电压，这样就会导致逆变器一直不停的开关机。由于逆变器的输出侧设置有与电网连接的功率继电器，参见图1中的Relay，Relay是一种机械开关，其开关次数是有寿命限制的，如果逆变器长期不停的开关机，Relay也会随着不停的处在断开、吸合的过程中，这样会对Relay的寿命很不利。 
发明内容
本发明所解决的技术问题是一种避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法。
为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：一种避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法，光伏电池板的开路电压为起机电压 
Figure 2013105094354100002DEST_PATH_IMAGE002
，表示当逆变器停止工作时，如果光伏电池板的开路电压达到
Figure 707602DEST_PATH_IMAGE002
，逆变器便开始工作；光伏并网逆变器维持工作的最小电压点为最小电压，表示逆变器维持工作的最小电压点；光伏逆变器的关机电压                                                  
Figure 2013105094354100002DEST_PATH_IMAGE001
，表示逆变器的输入电压小于   
Figure 956540DEST_PATH_IMAGE001
时便关机停止工作，将光伏并网逆变器的起机电压
Figure 101598DEST_PATH_IMAGE002
与关机电压   形成一个滞环。 
所述滞环的形成通过对、
Figure 270783DEST_PATH_IMAGE004
和   
Figure 618782DEST_PATH_IMAGE001
分别取值，使其
Figure 475554DEST_PATH_IMAGE002
> 
Figure 775955DEST_PATH_IMAGE004
>    
Figure 560062DEST_PATH_IMAGE001
； 
所述   
Figure 297074DEST_PATH_IMAGE001
的取值根据光伏并网逆变器的辅助电源工作的电压来取，要至少保证大于辅助电源的工作电压；
所述
Figure 423208DEST_PATH_IMAGE004
的取值大于   
Figure 758142DEST_PATH_IMAGE001
；
Figure 369354DEST_PATH_IMAGE002
的取值包括以下步骤：
a、根据所安装的光伏电池板的输出特性，输出电压和电流与功率的关系分别为
Figure 2013105094354100002DEST_PATH_IMAGE008
 ，
Figure 2013105094354100002DEST_PATH_IMAGE010
；其中的C1、C2、C3是由光伏电池板的材质特性以及光伏电池板的开路电压Voc、电池板的最大功率点电压   
Figure 187987DEST_PATH_IMAGE002
所决定的系数；
b、设定开路电压Voc下降
Figure 2013105094354100002DEST_PATH_IMAGE014
，其相应的所产生的功率为
Figure 2013105094354100002DEST_PATH_IMAGE016
，所述所产生的功率为
Figure 661760DEST_PATH_IMAGE016
要大于光伏并网逆变器本身所消耗的功率，否则逆变器就会关机，根据步骤a中的公式可以计算出
Figure 38383DEST_PATH_IMAGE016
对应的
Figure 62840DEST_PATH_IMAGE014
的值，则
Figure 753584DEST_PATH_IMAGE002
应大于等于
Figure 242203DEST_PATH_IMAGE004
+
Figure 727411DEST_PATH_IMAGE014
。
与现有技术相比较，本发明的有益效果为：将光伏并网逆变器的启动最小电压、与运行时候的停机电压形成一个滞环，这样，光伏并网逆变器在工作起来之后，光伏电池板由于出了功率其输出电压下降，但是由于还没有到达系统的关机电压，因此不会关机，仍然保持运行，也就避免了频繁的开关机；Relay也不会处在不断的断开、吸合的过程中，延长了Relay的寿命。 
附图说明
图1光伏并网逆变器系统结构图； 
图2光伏曲线在输出功率增加时其输出电压下降的曲线图；
图3为起机电压、最小工作电压和关机电压之间的关系曲线图。
具体实施方式                                                   
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法，光伏电池板的开路电压为起机电压
Figure 301481DEST_PATH_IMAGE002
，表示当逆变器停止工作时，如果光伏电池板的开路电压达到
Figure 795916DEST_PATH_IMAGE002
，逆变器便开始工作；光伏并网逆变器维持工作的最小电压点为最小电压，表示逆变器维持工作的最小电压点；光伏逆变器的关机电压
Figure 2013105094354100002DEST_PATH_IMAGE020
，表示逆变器的输入电压小于
Figure 122730DEST_PATH_IMAGE020
时便关机停止工作，将光伏并网逆变器的起机电压
Figure 106736DEST_PATH_IMAGE002
与关机电压形成一个滞环。 
所述滞环的形成通过对
Figure 138331DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 335963DEST_PATH_IMAGE018
和分别取值，使其> 
Figure 610191DEST_PATH_IMAGE018
 > 
Figure 600012DEST_PATH_IMAGE020
；所述
Figure 863503DEST_PATH_IMAGE020
的取值根据光伏并网逆变器的辅助电源工作的电压来取，要至少保证大于辅助电源的工作电压； 
所述的取值大于；
Figure 203893DEST_PATH_IMAGE002
的取值包括以下步骤：
a、根据所安装的光伏电池板的输出特性，输出电压和电流与功率的关系分别为
Figure 638286DEST_PATH_IMAGE008
 ，
Figure 895961DEST_PATH_IMAGE010
；其中的C1、C2、C3是由光伏电池板的材质特性以及光伏电池板的开路电压Voc、电池板的最大功率点电压   所决定的系数；
b、设定开路电压Voc下降
Figure 198635DEST_PATH_IMAGE014
，其相应的所产生的功率为
Figure 225366DEST_PATH_IMAGE016
，所述
Figure 830659DEST_PATH_IMAGE014
所产生的功率为
Figure 310051DEST_PATH_IMAGE016
要大于光伏并网逆变器本身所消耗的功率（这个需要实测），否则逆变器就会关机，根据步骤a中的公式可以计算出
Figure 291782DEST_PATH_IMAGE016
对应的
Figure 110703DEST_PATH_IMAGE014
的值，则
Figure 949215DEST_PATH_IMAGE002
应大于等于
Figure 119165DEST_PATH_IMAGE018
+
Figure 701325DEST_PATH_IMAGE014
，例如，逆变器自身的损耗为50W，那么
Figure 374752DEST_PATH_IMAGE016
对应的功率必须大于50W。根据曲线可以查到
Figure 587427DEST_PATH_IMAGE016
对应的
Figure 41411DEST_PATH_IMAGE014
的值，则应大于等于
Figure 892878DEST_PATH_IMAGE018
+
Figure 338772DEST_PATH_IMAGE014
。
参见图1，光伏电池板的输出接在光伏并网逆变器的输入Boost电路的输入端，前级闭环控制的电压给定是由最大功率跟踪算法得到的，因此需要在MPPT的输出电压上加上限幅，限幅最小值为
Figure 217735DEST_PATH_IMAGE018
。在启动条件中限制要求大于
Figure 79381DEST_PATH_IMAGE002
才可启动。而在关机保护的地方限制输入电压小于才关机。 
由图2可以看出，光伏电池板的特性决定了其输出电压可以在0~Voc之间改变，因此通过Boost电路可以闭环控制其输入电压，即光伏电池板的输出电压。 
本发明的工作原理为：通常光伏并网逆变器在起机之后会开始最大功率跟踪（简称MPPT），企图工作在光伏曲线的最大功率点，通过最大功率跟踪算法，给出一个光伏电池板的电压参考值，这个参考值对应着光伏曲线的最大功率点，但是从图2中看到，如果工作到最大功率点，光伏电池板电压下降太多，逆变器必然会关机。所以在最大功率跟踪的算法中需对电压参考设置下限，即
Figure 406512DEST_PATH_IMAGE018
，这样，如果光照不足光伏曲线的最大功率点一直在
Figure 507192DEST_PATH_IMAGE018
左边的时候，光伏电池板的输出电压就会一直维持在
Figure 258283DEST_PATH_IMAGE018
，而
Figure 26387DEST_PATH_IMAGE018
是大于
Figure 486188DEST_PATH_IMAGE020
的，所以逆变器会保持运行工作状态，直到光照满足后，光伏电池板电压足够大，逆变器会顺利过渡到最大功率点进行工作。 

Claims (2)

1.一种避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法，光伏电池板的开路电压为起机电压 
Figure 2013105094354100001DEST_PATH_IMAGE002
，表示当逆变器停止工作时，如果光伏电池板的开路电压达到，逆变器便开始工作；光伏并网逆变器维持工作的最小电压点为最小电压
Figure 2013105094354100001DEST_PATH_IMAGE004
，表示逆变器维持工作的最小电压点；光伏逆变器的关机电压                                                  ，表示逆变器的输入电压小于   
Figure 561332DEST_PATH_IMAGE001
时便关机停止工作，其特征在于：将光伏并网逆变器的起机电压
Figure 214696DEST_PATH_IMAGE002
与关机电压   
Figure 278753DEST_PATH_IMAGE001
形成一个滞环。
2.根据权利要求1所述的避免光伏并网逆变器在弱光下频繁开关机的方法，其特征在于：所述滞环的形成通过对、
Figure 745275DEST_PATH_IMAGE004
和   
Figure 673962DEST_PATH_IMAGE001
分别取值，使其
Figure 460476DEST_PATH_IMAGE002
> >    
Figure 675285DEST_PATH_IMAGE002
；
所述   
Figure 497747DEST_PATH_IMAGE002
的取值根据光伏并网逆变器的辅助电源工作的电压来取，要至少保证大于辅助电源的工作电压；
所述
Figure 237229DEST_PATH_IMAGE004
的取值大于   
Figure 702464DEST_PATH_IMAGE002
；
所述
Figure 502043DEST_PATH_IMAGE002
的取值包括以下步骤：
a、根据所安装的光伏电池板的输出特性，输出电压和电流与功率的关系分别为
Figure 2013105094354100001DEST_PATH_IMAGE008
 ，
Figure 2013105094354100001DEST_PATH_IMAGE010
；其中的C1、C2、C3是由光伏电池板的材质特性以及光伏电池板的开路电压Voc、电池板的最大功率点电压   所决定的系数；
b、设定开路电压Voc下降
Figure 2013105094354100001DEST_PATH_IMAGE014
，其相应的所产生的功率为
Figure 2013105094354100001DEST_PATH_IMAGE016
，所述
Figure 616105DEST_PATH_IMAGE014
所产生的功率为
Figure 78179DEST_PATH_IMAGE016
要大于光伏并网逆变器本身所消耗的功率，否则逆变器就会关机，根据步骤a中的公式可以计算出对应的
Figure 306084DEST_PATH_IMAGE014
的值，则
Figure 221957DEST_PATH_IMAGE002
应大于等于+
Figure 110333DEST_PATH_IMAGE014
。
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