CN103746580A - 一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法 - Google Patents

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易頔
贾利民
童亦斌
刘京斗
程功书
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Abstract

一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，控制模块中的比较判断模块将变流器目前的运行功率与功率比较阈值A、B进行比较，根据功率大小控制模块发出控制信号控制组件或器件的驱动模块，驱动模块根据控制信号产生脉冲信号驱动组件或器件，使其中部分组件或器件工作或停止工作，实现自动调整。本发明采用多次比较方法，多次比较的目的在于防止变流器运行在功率比较阈值A、B附近时可能发生来回切换。该发明所述基于组件/器件并联的变流器集控技术的设计优点在于：降低了光伏变流器工作损耗，且光伏变流器实际功率越低，效果越明显，提高了光伏变流器的发电效率，进一步促进了光伏电站收益。

Description

一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法
  
技术领域
本发明涉及大型太阳能荒漠电站并网变流器技术领域，尤其涉及基于组件/器件并联的变流器的控制方法。 
背景技术
目前大型荒漠电站光伏并网变流器功率多为500kW及以上，逆变单元厂家普遍采用的技术方案为同一桥臂由2个或更多功率组件/器件并联，并联的组件/器件接受相同的控制信号，共同承担功率逆变工作。而当实际运行功率较小时，将所有的组件/器件全部投入工作导致总的组件/器件中功率管的损耗很大，缩短了功率管的使用寿命，降低了变流器的效率，同时，实际运行功率越小，组件/器件中功率管的不必要损耗越多，从而造成很大的发电量损失。 
发明内容
一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，能够控制部分或全部组件/器件工作，降低功率管的损耗，提高发电效率，其特征在于包括以下步骤： 
步骤S1，对变流器进进行初始设置时，默认变流器启动时并联的组件或器件同时工作，并人工设定功率比较阈值A、B，A大于B，功率比较阈值A的数值不能超过单独一个组件或器件额定功率P额，若人工设定的功率比较阈值A的数值大于单独一个组件或器件额定功率P额，则功率比较阈值A的数值默认为单独一个组件或器件额定功率P额；
步骤S2，控制系统中的采样模块对电网侧的电压电流进行采集，将采样信号传入控制模块的A/D转换模块，然后将A/D转换模块的输出信号传入数据处理模块进行计算，得到变流器目前的运行功率；
步骤S3，控制模块中的比较判断模块将变流器目前的运行功率与功率比较阈值A、B进行比较；
步骤S4，若运行功率小于功率比较阈值B，则计数器B计增1，然后返回步骤S3；当计数器达到15，即存在15次比较的结果为运行功率均小于设定值B，置驱动组件或器件标志位为0，并将计数器B计清零，此时，控制模块发出控制信号控制组件或器件的驱动模块，驱动模块根据控制信号产生脉冲信号驱动组件或器件，使其中部分组件或器件工作，然后返回步骤S3；
步骤S5，若运行功率大于设定值A，则计数器A计增1，然后返回步骤S3；当计数器达到15，即存在15次比较的结果为运行功率均大于设定值A，置驱动组件或器件标志位为1，并将计数器A计清零，此时，控制模块发出控制信号控制组件或器件的驱动模块，驱动模块根据控制信号对产生脉冲信号驱动组件或器件，使组件或器件同时工作，然后返回步骤S3；
步骤S6，若运行功率介于设定值A与B之间，则返回步骤S3，进行下一次循环。
人工设定功率比较阈值A为500kW、功率比较阈值B为450kW。 
所述控制系统包括采样模块，A/D转换模块、数据处理模块、控制模块、驱动模块，并依次相连。 
所述器件包括并联的半导体功率器件和二极管。 
所述组件包括并联的半导体功率器件和二极管、直流电容、吸收电容、复合母排、散热器、结构件，并联的半导体功率器件和二极管与直流电容、吸收电容均并联。 
所述2个或以上组件或器件组成同一相工作桥臂。 
所述控制系统中的控制模块采用DSP。 
所述控制模块发出3n路控制信号，n为每一相工作桥臂中功率管的数量，驱动装置根据每路控制信号分别产生相应3n个驱动信号对功率管进行控制。
所述控制模块发出3路控制信号，驱动装置中还包括转接板，所述转接板将每一路控制信号转换为n个驱动信号对功率管进行控制，n为每一相工作桥臂中功率管的数量。 
本发明的优点是，降低光伏电站用变流器在较低功率时损耗，提高变流器发电效率。 
附图说明
图1为本发明电路示意图。 
图2-A为器件的组成示意图。 
图2-B为组件的组成示意图。 
图3-A为一种驱动功率管的方式的示意图。 
图3-B为另一种驱动功率管的方式的示意图。 
图4为本发明所采用控制方法工作原理示意图。 
  
具体实施方式
如图1所示，3为三相变流器桥臂中的一相桥臂，其中1、2为一相桥臂中并联工作的器件，1、2直流端通过直流母排并联，1、2交流输出端可直接接入或通过均流电感之后接入电网。4为直流支撑电容，5为控制系统，包括依次相连的采样模块，A/D转换模块、数据处理模块、控制模块、驱动模块。 
结合图1和4，本发明所述一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法包括以下步骤： 
步骤S1，
对变流器进行初始设置时，默认变流器启动时组件或器件为同时工作，并人工设定功率比较阈值A、B。
其中，A大于B，A、B之间差值可视设计需要和实际情况确定。功率比较阈值A的数值不能超过单独一个组件或器件额定功率P 额 ，若人工设定的功率比较阈值A的数值大于单独一个组件或器件额定功率P 额 ，则功率比较阈值A的数值默认为单独一个组件或器件额定功率P额，以防止人工输入错误的功率比较阈值导致出现故障。 
步骤S2， 
控制系统中的采样模块对电网侧的电压电流进行采集，将采样信号传入控制模块的A/D转换模块，然后将A/D转换模块的输出信号传入数据处理模块进行计算，得到变流器目前的运行功率。
步骤S3， 
控制模块中的比较判断模块将变流器目前的运行功率与功率比较阈值A、B进行比较。
步骤S4， 
若运行功率小于功率比较阈值B，则计数器B计增1，然后返回步骤S3。当计数器达到15，即存在15次比较的结果为运行功率均小于设定值B，置驱动组件或器件标志位为0，并将计数器B计清零，此时，控制模块发出控制信号控制组件或器件的驱动模块，驱动模块根据控制信号产生脉冲信号驱动组件或器件，使其中部分组件或器件工作，然后返回步骤S3。
步骤S5， 
若运行功率大于设定值A，则计数器A计增1，然后步骤S3。当计数器达到15，即存在15次比较的结果为运行功率均大于设定值A，置驱动组件或器件标志位为1，并将计数器A计清零，此时，控制模块发出控制信号控制组件或器件的驱动模块，驱动模块根据控制信号产生脉冲信号驱动组件或器件，使组件或器件同时工作，然后返回步骤S3。
步骤S6， 
若运行功率介于设定值A与B之间，则返回步骤S3，进行下一次循环。
多次比较的目的在于防止变流器运行在功率比较阈值A、B附近时可能发生来回切换。 
其中，所述控制系统包括采样模块，A/D转换模块、数据处理模块、控制模块、驱动模块，并依次相连。控制模块采用DSP，型号为TMS320x2833x系列。控制系统通过判断变流器实际运行功率，自动调整处于工作状态的并联组件或器件数量。 
所述器件包括半导体功率器件和二极管，其中，半导体功率器件和二极管并联。 
所述组件包括所述半导体功率器件和二极管、直流电容、吸收电容、复合母排、散热器、结构件。其中，所述半导体功率器件与直流电容、吸收电容之间均为并联。 
优选地，控制模块发出3n路控制信号，n为每一相工作桥臂中功率管的数量，驱动装置根据每路控制信号分别产生相应3n个驱动信号对功率管进行控制。
优选地，控制模块发出3路控制信号，驱动装置中还包括转接板，所述转接板将每一路控制信号转换为n个驱动信号对功率管进行控制，n为每一相工作桥臂中功率管的数量。 
该发明所述基于组件/器件并联的变流器集控技术的设计优点在于：降低了光伏变流器工作损耗，且光伏变流器实际功率越低，效果越明显，提高了光伏变流器的发电效率，进一步促进了光伏电站收益。 
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 
  

Claims (9)

1.一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，能够控制部分或全部组件/器件工作，降低功率管的损耗，提高发电效率，其特征在于包括以下步骤：
步骤S1，对变流器进进行初始设置时，默认变流器启动时并联的组件或器件同时工作，并人工设定功率比较阈值A、B，A大于B，功率比较阈值A的数值不能超过单独一个组件或器件额定功率P额，若人工设定的功率比较阈值A的数值大于单独一个组件或器件额定功率P额，则功率比较阈值A的数值默认为单独一个组件或器件额定功率P额；
步骤S2，控制系统中的采样模块对电网侧的电压电流进行采集，将采样信号传入控制模块的A/D转换模块，然后将A/D转换模块的输出信号传入数据处理模块进行计算，得到变流器目前的运行功率；
步骤S3，控制模块中的比较判断模块将变流器目前的运行功率与功率比较阈值A、B进行比较；
步骤S4，若运行功率小于功率比较阈值B，则计数器B计增1，然后返回步骤S3；当计数器达到15，即存在15次比较的结果为运行功率均小于设定值B，置驱动组件或器件标志位为0，并将计数器B计清零，此时，控制模块发出控制信号控制组件或器件的驱动模块，驱动模块根据控制信号产生脉冲信号驱动组件或器件，使其中部分组件或器件工作，然后返回步骤S3；
步骤S5，若运行功率大于设定值A，则计数器A计增1，然后返回步骤S3；当计数器达到15，即存在15次比较的结果为运行功率均大于设定值A，置驱动组件或器件标志位为1，并将计数器A计清零，此时，控制模块发出控制信号控制组件或器件的驱动模块，驱动模块根据控制信号对产生脉冲信号驱动组件或器件，使组件或器件同时工作，然后返回步骤S3；
步骤S6，若运行功率介于设定值A与B之间，则返回步骤S3，进行下一次循环。
2.根据权利要求1所述的一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，其特征在于：人工设定功率比较阈值A为500kW、功率比较阈值B为450kW。
3.根据权利要求1所述的一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，其特征在于：所述控制系统包括采样模块，A/D转换模块、数据处理模块、控制模块、驱动模块，并依次相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，其特征在于：所述器件包括并联的半导体功率器件和二极管。
5.根据权利要求1所述的一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，其特征在于：所述组件包括并联的半导体功率器件和二极管、直流电容、吸收电容、复合母排、散热器、结构件，并联的半导体功率器件和二极管与直流电容、吸收电容均并联。
6.根据权利要求1所述的一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，其特征在于：所述2个或以上组件或器件组成同一相工作桥臂。
7.根据权利要求1所述的一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，其特征在于：所述控制系统中的控制模块采用DSP。
8.根据权利要求1所述的一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，其特征在于：所述控制模块发出3n路控制信号，n为每一相工作桥臂中功率管的数量，驱动装置根据每路控制信号分别产生相应3n个驱动信号对功率管进行控制。
9.根据权利要求1所述的一种基于组件/器件并联的变流器的控制方法，其特征在于：所述控制模块发出3路控制信号，驱动装置中还包括转接板，所述转接板将每一路控制信号转换为n个驱动信号对功率管进行控制，n为每一相工作桥臂中功率管的数量。
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