CN103731020B - 光伏逆变器的待机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏逆变器的待机控制方法，在光伏逆变器运行状态下，如果光伏逆变器的直流输入电压或直流输入功率满足待机触发条件，则控制光伏逆变器处于待机状态，本次待机时间根据待机次数而确定，待机次数越多，本次待机时间越长。本发明光伏逆变器的待机控制方法，光伏逆变器的待机时间长度根据待机次数而确定，待机次数越多则待机时间长度越大，避免了光伏逆变器在待机与运行两个状态间的频繁切换，避免了因状态频繁接环而导致的电网冲击和缩短接触器开关器件的使用寿命。

Description

光伏逆变器的待机控制方法

技术领域

本发明涉及光伏逆变器技术领域，特别涉及一种光伏逆变器的待机控制方法。

背景技术

光伏逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，用于把太阳能电池板的直流电力转换成交流电力。在阳光辐照不够充足的情况下，特别是清晨、傍晚和阴雨天气时，由于直流输入功率比较低，即使光伏逆变器输出极小的功率也会使得直流电压迅速被拉低而导致停机。如果不做相应处理，在一定条件下控制光伏逆变器处于待机状态，光伏逆变器会在该时段频繁地在运行和停机状态间切换，这样不仅会缩短接触器开关管等器件的使用寿命，还会对电网带来一定的冲击。此外，为了最大程度地降低光伏逆变器在输出功率较低时对电网的无功消耗，需要控制光伏逆变器在输出功率低至设定值时处于待机状态。

传统的待机控制方法比较简单，主要是采用定时控制原理，光伏逆变器启动运行后，如果输出功率小于设定值，则运行一段固定时间后自动待机，待机一段固定时间后又再次启动运行，如此循环，直至直流电压小于启动电压设定值，停止运行。通过设定固定时间值来控制光伏逆变器待机或启动运行，当输出功率较小、但直流电压却大于启动电压设定值时，光伏逆变器将频繁出现启停现象，缩短器件使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中定时控制待机方法所存在的在输出功率小且直流电压却大于启动电压设定值时易出现频繁启停现象的不足，光伏逆变器的待机控制方法，通过该方法控制光伏逆变器的待机状态，避免光伏逆变器在任何时间段启停频繁切换。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种光伏逆变器的待机控制方法，在光伏逆变器运行状态下，检测光伏逆变器的直流输入电压和直流输入功率是否满足待机触发条件，如果满足待机触发条件，则控制光伏逆变器处于待机状态，本次待机时间根据待机次数而确定，待机时间 = 待机时间基础值×待机次数。

优选的，上述方法中，在进入待机状态之前，首先检测当前开路电压值，并根据当前开路电压值确定待机时间的统计方式。

根据本发明实施例，上述方法中，如果减速电压值≤当前开路电压值≤加速电压值，则以正常计时速度进行待机时间统计，当本次待机时间达到待机时间，则退出待机模式，且待机次数增加1次，待机次数不超过设定的最长待机次数值；如果当前开路电压值超过设定的加速电压值，则以正常计时速度的两倍进行待机时间统计，当本次待机达到待机时间，则退出待机模式，且待机次数减去1次；如果当前开路电压低于设定的减速电压值，则停止计时，如果待机时间超过了设定的最长待机时间值，则退出待机模式，且待机次数清零。

优选的，上述方法中，在光伏逆变器运行状态下，如果直流输入功率超过设定的待机次数清零功率值，则将待机次数配置为零；如果光伏逆变器的正常运行时间超过设定的时间阈值，则将待机次数配置为零。

根据本发明实施例，如果当前直流输入电压低于直流电压设定值，或者在设定的一段待机检测时间内，直流输入功率持续低于待机功率设定值，则触发控制光伏逆变器处于待机状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明光伏逆变器的待机控制方法，当直流输入电压或直流输入功率满足待机触发条件时触发光伏逆变器进入待机状态，待机时间长度根据待机次数而确定，待机次数越多则待机时间长度越大，这样避免了光伏逆变器在待机与运行状态之间的频繁切换，保障了电网安全，也延长了接触器开关器件的使用寿命；同时通过最长待机次数值、最长待机时间值的设置，避免了过长待机导致的逆变器不能及时恢复运行状态，使逆变器尽可能多的输出能量。

附图说明：

图1为本发明光伏逆变器的待机控制方法流程图。

图2为实施例中清晨时段光伏逆变器的运行状态示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本发明光伏逆变器的待机控制方法，在光伏逆变器运行下，首先判断是否满足待机触发条件，如果满足待机触发条件，则控制光伏逆变器处于待机状态，待机时间长度根据待机次数不同而变化，待机时间 = 待机时间基础值×待机次数。待机时间长度达到后光伏逆变器由待机状态转换为运行状态。

具体的，如图1所示，本发明光伏逆变器的待机控制方法包括以下步骤：

步骤1：在光伏逆变器运行状态下，时刻检测光伏逆变器的直流输入电压和直流输入功率，并统计光伏逆变器正常运行时间；如果当前直流输入电压低于直流电压设定值（直流电压设定值即为设定的启动电压），或者在设定的一段待机检测时间（例如10分钟）内，直流输入功率持续低于待机功率设定值，则触发控制光伏逆变器处于待机状态。

步骤2：测算本次待机时间，待机时间 = 待机时间基础值（例如2分钟）×待机次数。记录首次待机的待机次数为1，即是说，如果本次待机为首次待机，则待机次数为1，本次待机时间为设定的待机时间基础值。

每一次的待机时间长度与待机次数有关。在光伏逆变器运行状态下，如果直流输入功率超过设定的待机次数清零功率值（待机次数清零功率值通常设定为逆变器额定功率的1/20，例如额定功率为10KW的逆变器，设定待机次数清零功率值为0.5KW），则将当前待机次数清零，即待机次数置为零。同时，对光伏逆变器的运行时间进行统计，如果光伏逆变器的运行时间超过设定的时间阈值（例如30分钟），则清零待机次数。如果光伏逆变器运行在光线充足的白天，那么光伏逆变器会在较长的一段时间内正常运行。对光伏逆变器的运行时间长度进行统计判断，其目的是判断逆变器当前是否运行于光线充足的白天，如果是，则为了避免逆变器在白天因一次待机时间过长而减少输出能量，因此将待机次数清零。

本步骤中通过两种方式对待机次数清零，其目的是使逆变器能更灵活的应对各种随机的状态转变。以清晨为例，随着阳光的渐渐增强，但是还未强到一定程度时，此时逆变器仍然处于一个反复起停的状态。若某一次运行状态下逆变器的输出功率已经大于一定程度时，则可认为此时的阳光变的比较充足，假如中途因为偶然的情况而待机，则应快速的从待机状态恢复到运行状态，而不是在之前的待机次数上继续长时间待机，因此设定待机次数清零功率值，当直流输入功率超过设定的待机次数清零功率值时待机次数清零，以便于在光照较强后避免偶然状况导致长时间待机而减少逆变器输出，使逆变器尽可能多的输出能量。以阴云天气为例，如果光强比较弱，逆变器处于反复待机状态，待机次数越来越多，一次待机时间也越来越长，若此时光强有所上升，且稳定了比较长一段时间，如果清除之前的待机次数，则可避免出现下一次光强变弱导致待机后，光强又恢复，逆变器却没有及时恢复运行的情况。

步骤3：检测当前开路电压值，并根据开路电压值确定待机时间统计方式，进行待机时间统计，具体的：

如果当前开路电压值处于设定的加速电压值和减速电压值之间，即减速电压值≤当前开路电压值≤加速电压值，则以正常计时速度进行待机时间统计，当待机时间统计值达到待机时间值，即本次待机时间长度达到步骤2中测算出的待机时间，则退出待机模式，且待机次数增加1次，待机次数不超过设定的最长待机次数值（例如10次）。加速电压值和减速电压值的设定根据逆变器的开路电压及裕量而进行，通常设定裕量为开路电压的1%左右。加速电压值=开路电压＋裕量，减速电压值=开路电压－裕量。例如逆变器的开路电压为400V，则可设定加速电压值为403V，设定减速电压值为397V。

设置最长待机次数值，限制待机次数不超过最长待机次数值，其目的仍然是尽可能避免逆变器不能快速从待机状态恢复到运行状态。以清晨时段为例，假如清晨时间阳光比较长一段时间内都不充足，使得逆变器始终工作于待机功率以下状态，导致逆变器不断的起停，如果没有最长待机次数限制，则逆变器有可能使待机次数累计达到一个比较大的数值，一次待机时间则可能比较长，但是又没超过最长待机时间（最长待机时间一般设置比较长，如1小时）。若光线有所恢复，即使此时开路电压位于加速电压值区间（即超过加速电压值），待机次数减少1次，逆变器也可能需要相当长一段时间才能进入正常运行状态。

如果当前开路电压值超过设定的加速电压值，则以高速计时速度（即比快于正常计时速度的速度计时）进行待机时间统计，通常的，以正常计时速度的两倍进行计时，当待机时间统计值达到本次待机所需的待机时间值，则退出待机模式，且待机次数减去1次。

如果当前开路电压低于设定的减速电压值，则停止计时，如果待机时间超过了最长待机时间值，则退出待机模式，且清除待机次数。需要说明的是，此处的停止计时的含义是待机逻辑判断模块的计时器停止计时，使得逆变器在较长一段时间内一直处于待机状态。逆变器待机后，若之后的开路电压值比待机时刻的开路电压值还低（光线持续性减弱），则之后的这种情况下运行的输出功率并不适合继续运行，必然会引起再次待机，因此当开路电压低于设定的减速电压值时停止计时，使逆变器一直处于待机状态，而不是在待机与运行状态之间切换。当然的，待机逻辑判断模块不进行计时，逆变器系统中还有其他模块计时，当逆变器待机时间超过设定的最长待机时间值则退出待机模式，避免过长待机。

通常的，通过设定最长待机时间值以避免光伏逆变器一直处于待机状态。在上述三种计时方式下，均可能出现待机时间超过设定的最长待机时间值的情况，如果待机时间超过设定的最长待机时间值，则退出待机状态，待机次数清零。

参考图2，在本发明方法控制下，清晨时段光伏逆变器的运行状态示意图，图中白色时段表示光伏逆变器处于待机状态，黑色时段表示光伏逆变器处于运行状态。由图2可知，光伏逆变器的待机时间长度和运行时间长度不是固定的，而是根据实际情况确定，光伏逆变器的

待机时间长度的根据待机次数不同而不同，克服了光伏逆变器在输出功率小且直流电压大于启动电压设定值时频繁启止的缺陷，减少了对电网的冲击和器件使用寿命。

本说明书中公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (1)

1.一种光伏逆变器的待机控制方法，在光伏逆变器运行状态下，检测光伏逆变器的直流输入电压和直流输入功率分别是否满足待机触发条件，如果满足待机触发条件，则控制光伏逆变器处于待机状态，其特征在于，本次待机时间根据待机次数而确定，本次待机时间 = 待机时间基础值×待机次数;

在进入待机状态之前，首先检测当前开路电压值，并根据当前开路电压值确定待机时间统计的统计方式;

如果减速电压值≤当前开路电压值≤加速电压值，则以正常计时速度进行待机时间统计，当本次待机时间达到待机时间，则退出待机模式，且待机次数增加1次，待机次数不超过设定的最长待机次数值；如果当前开路电压值超过设定的加速电压值，则以正常计时速度的两倍进行待机时间统计，当本次待机达到待机时间，则退出待机模式，且待机次数减去1次；如果当前开路电压低于设定的减速电压值，则停止计时，如果待机时间超过设定的最长待机时间值，则退出待机模式，且待机次数清零;

在光伏逆变器运行状态下，如果直流输入功率超过设定的待机次数清零功率值，则将待机次数配置为零；如果光伏逆变器的正常运行时间超过设定的时间阈值，则将待机次数配置为零;

如果当前直流输入电压低于直流电压设定值，或者在设定的一段待机检测时间内，直流输入功率持续低于待机功率设定值，则触发控制光伏逆变器处于待机状态。