CN103731010B - 一种光伏变流器变频控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种光伏变流器变频控制方法，在变流器原有的控制流程中，加入变频控制方法。通过计算变流器运行功率和功率半导体结温数据，计算合适的开关频率。计算开关频率的原理是：功率半导体器件开关频率随着功率的增大而减小，但不低于最低开关频率；功率半导体器件开关频率随着功率减小而增大，但不高于最高开关频率；功率半导体器件开关频率随着功率半导体器件结温升高而减小，但不低于最低开关频率；功率半导体器件开关频率随着功率半导体器件结温降低而增大，但不高于最高开关频率。在分别通过变流器功率和功率半导体结温计算出开关频率后，用两者的最小值最为开关频率数据。能够提高光伏发电变流器的效率，改善低功率条件下电能质量。

Description

一种光伏变流器变频控制方法
技术领域
本发明涉及光伏并网发电技术领域，尤其涉及光伏变流器的变频控制技术领域。
背景技术
开关频率是电力电子变流器关键参数之一，对于并网型变流器来说，开关频率越高，网侧电能也质量越好，但是功率器件功率损耗则越大，变流器的效率也会有所降低。因此通常设计时只能折中选取固定的开关频率。光伏发电是一种重要的新能源利用方式，其输出功率随日照强度变化，采用固定开关频率控制的光伏变流器很难兼顾大功率工况下系统效率和低功率工况下的电能质量。
发明内容
一种光伏变流器变频控制方法，通过计算变流器运行功率和功率半导体结温数据，计算合适的开关频率，由以下步骤组成：
步骤a，
通过变流器硬件性能确定其开关频率的下限fL和fH；开关频率采用fL时，为所能接受最低网侧电能质量；开关频率采用fH时，为所能接受最大功率器件功率损耗；
步骤b，
变流器运行中首先计算变流器运行功率大小，并按变流器额定容量折算到标幺值；
步骤c，
根据上一步骤得到的变流器功率，计算得到fL和fH中间的一个值f1；
步骤d，
测量计算功率半导体结温数据；
步骤e，
根据上一步骤得到的功率半导体结温数据，计算得到fL和fH中间的一个值f2；
步骤f，
比较f1和f2，以最小值为工作频率；
步骤g，
转到步骤b。
步骤c中频率f1计算方法为，标幺值<=5%时，频率为fH；标幺值>5%且<=90%，频率线性降低；标幺值>90%时，频率为fL。
步骤e中频率f2的计算方法为，功率半导体结温<=70摄氏度时，频率为fH；功率半导体结温>70摄氏度且<=100摄氏度，频率线性降低；功率半导体结温>90摄氏度时，频率为fL。
本发明要解决的技术问题在于，提高光伏发电变流器的效率，改善低功率条件下电能质量。本发明提供了一种光伏变流器变频控制方法，在变流器原有的控制流程中，加入变频控制方法。通过计算变流器运行功率和功率半导体结温数据，计算合适的开关频率。计算开关频率的原理是：
功率半导体器件开关频率随着功率的增大而减小，但不低于最低开关频率；功率半导体器件开关频率随着功率减小而增大，但不高于最高开关频率；功率半导体器件开关频率随着功率半导体器件结温升高而减小，但不低于最低开关频率；功率半导体器件开关频率随着功率半导体器件结温降低而增大，但不高于最高开关频率。
在分别通过变流器功率和功率半导体结温计算出开关频率后，用两者的最小值作为开关频率数据。能够提高光伏发电变流器的效率，改善低功率条件下电能质量。
附图说明
图1为一种光伏变流器变频控制方法流程图；
图2为根据变流器功率计算开关频率方法示意图；
图3为根据功率半导体结温计算开关频率方法示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种光伏变流器变频控制方法，如图1所示，通过计算变流器运行功率和功率半导体结温数据，计算合适的开关频率，由以下步骤组成：
步骤a，
通过变流器硬件性能确定其开关频率的下限fL和fH。开关频率采用fL时，为所能接受最低网侧电能质量；开关频率采用fH时，为所能接受最大功率器件功率损耗；
步骤b，
变流器运行中首先计算变流器运行功率大小，并按变流器额定容量折算到标幺值；
步骤c，
如图2所示，根据上一步骤得到的变流器功率，计算得到fL和fH中间的一个值f1，计算方法为：标幺值<=5%时，频率为fH，标幺值>5%且<=90%，频率线性降低，标幺值>90%时，频率为fL；
步骤d，
测量计算功率半导体结温数据；
步骤e，
如图3所示，根据上一步骤得到的功率半导体结温数据，计算得到fL和fH中间的一个值f1，计算方法为：功率半导体结温<=70摄氏度时，频率为fH，功率半导体结温>70摄氏度且<=100摄氏度，频率线性降低，功率半导体结温>90摄氏度时，频率为fL；
步骤f，
比较f1和f2，以最小值为工作频率；
步骤g，
转到步骤b。
本发明在变流器原有的控制流程中，加入变频控制方法，兼顾大功率工况下系统效率和低功率工况下的电能质量，提高光伏发电变流器的效率，改善低功率条件下电能质量。采用上述变频控制方法的变流器可以是光伏发电变流，风力发电变流器或蓄电池储能变流器。

Claims (3)

1.一种光伏变流器变频控制方法，通过计算变流器运行功率和功率半导体结温数据，计算合适的开关频率，其特征在于：由以下步骤组成，
步骤a，
通过变流器硬件性能确定其开关频率的下限fL和上限fH；开关频率采用fL时，为所能接受最低网侧电能质量；开关频率采用fH时，为所能接受最大功率器件功率损耗；
步骤b，
变流器运行中首先计算变流器运行功率大小，并按变流器额定容量折算到标幺值；
步骤c，
根据步骤b得到的变流器运行功率标幺值，计算得到fL和fH中间的一个值f1；
步骤d，
测量计算功率半导体结温数据；
步骤e，
根据步骤d得到的功率半导体结温数据，计算得到fL和fH中间的一个值f2；
步骤f，
比较f1和f2，以最小值为工作频率；
步骤g，
转到步骤b。
2.根据权利要求1所述的一种光伏变流器变频控制方法，其特征在于：步骤c中频率f1计算方法为，标幺值<=5%时，则频率f1为上限频率fH；标幺值>5%且<=90%，频率线性降低；标幺值>90%时，则频率f1为下限频率fL。
3.根据权利要求1所述的一种光伏变流器变频控制方法，其特征在于：步骤e中频率f2的计算方法为，功率半导体结温<=70摄氏度时，则频率f2为上限频率fH；功率半导体结温>70摄氏度且<=100摄氏度，频率线性降低；功率半导体结温>90摄氏度时，则频率f2为下限频率fL。
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