CN104868495B - 应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法 - Google Patents
应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法，包括：在逆变器运行直流电压环前后，分别采集逆变器的当前输入源所输入信号的交流成分，获得第一采样电压和第二采样电压并求二者差值；根据差值与第一电压阈值的比较，选择当其输入源为风力发电输入源；获取光伏电池板发电输入源的输入P/U曲线，求取功率最大值与功率最小值的差值、电压最大值与电压最小值的差值，并分别与预设的功率阈值和第二电压阈值比较，来选择当前输入源为光伏电池板发电输入源或蓄电池输入源。本发明可选择判定逆变器的当前输入源的类型，从而便于逆变器快速切换至合适的工作模式，降低了客户的操作复杂度，提升了系统的效率，并提高了系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于新能源发电领域，具体涉及一种应用于逆变器中以判定输入源类型的自动识别方法。
背景技术
随着节能减排与低碳经济的发展，大力提倡可再生能源与清洁能源的应用，各种风电、光伏发电装置已经广泛应用于各种工程实践。由于这两个发电系统受天气状态的影响很大，发电非常不稳定，如果能将两个发电系统结合起来必然能够提高发电效率和供电的稳定性。由于风能和太阳能在时间和地域上具有一定的互补性，白天太阳光照最强时风力较小，而傍晚基本无光照但一般风力较强，所以白天主要靠太阳能发电，而傍晚主要靠风力发电。传统的并网式风光互补控制器存在如下问题：逆变器输入相对通道固化，不能用由用户自由配置或者需要通过按键进行较为复杂的手动设置，不能满足多样性的客户需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够根据输入情况自动识别并选择输入源，以便于逆变器进行配置，从而方便用户的应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法，在连接有多个输入源的逆变器中用于识别并选择其当前输入源的类型，所述的输入源包括风力发电输入源、光伏电池板发电输入源和蓄电池输入源，所述的输入源智能识别方法包括
（1）在所述的逆变器的输入通道上设置隔直采样调理电路采集，在所述的逆变器上电后，通过所述的隔直采样调理电路采集所述的逆变器的当前输入源所输入信号的交流成分，获得第一采样电压V1；
（2）运行直流电压环，使所述的逆变器输出一定功率，并再次通过所述的隔直采样调理电路采集所述的逆变器的当前输入源所输入信号的交流成分，获得第二采样电压V2；
（3）求取所述的第二采样电压V2与所述的第一采样电压V1的差值V2-V1，并与预设的第一电压阈值ΔU1比较，若V2-V1≥ΔU1，则所述的逆变器的当前输入源选择风力发电输入源，所述的逆变器进入风机最大功率追踪程序；若V2-V1<ΔU1，则所述的逆变器的当前输入源选择光伏电池板发电输入源或蓄电池输入源，则继续进行步骤（4）；
（4）获取所述的光伏电池板发电输入源的输入P/U曲线，并根据所述的P/U曲线计算出功率最大值Pmax、功率最小值Pmin、电压最大值Umax、电压最小值Umin；
（5）求取所述的功率最大值Pmax与所述的功率最小值Pmin的差值Pmax-Pmin，以及所述的电压最大值Umax与所述的电压最小值Umin的差值Umax-Umin，并分别与预设的功率阈值ΔP和第二电压阈值ΔU2比较，若Pmax-Pmin≥ΔP或Umax-Umin≥ΔU2，则所述的逆变器的当前输入源选择光伏电池板发电输入源，所述的逆变器进入光伏电池最大功率跟踪模式；否则，所述的逆变器的当前输入源选择蓄电池输入源，所述的逆变器进入蓄电池工作模式。
所述的步骤（4）中，通过扫描方式获得所述的光伏电池板发电输入源的输入P/U曲线。
具体为：在每个计算周期ΔT内，使所述的光伏电池板发电输入源的电压按预设的步长Vstep减小，并按照扫描频率记录所述的计算周期ΔT内所述的光伏电池板发电输入源的若干个电压以及功率，从而获得所述的P/U曲线。
所述的逆变器为具有单个输入Mppt通道的逆变器或具有多个输入Mppt通道的逆变器。所述的逆变器为并网逆变器或离网逆变器。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明可以通过预设的合适阈值快速、方便地判定选择逆变器的当前输入源的类型，从而便于逆变器快速切换至合适的工作模式，降低了客户的操作复杂度，提升了系统的效率，并提高了系统的可靠性。
附图说明
附图1为并网逆变器的连接方式示意图。
附图2为光伏电池板的PV曲线示意图。
附图3为本发明的输入源智能识别方法的流程示意图。
附图4为逆变器的P/U曲线示意图。
附图5为本发明的应用情况示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：光伏电池板、风力发电机与并网逆变器的连接方式如图1所示，蓄电池产生的是直流可以接入逆变器输入端，因而，逆变器连接有多个输入源，就需要通过一定的识别方法来判定当前输入源的类型。电压风力发电机产生的三相交流电一般通过三相整流桥整流变为直流电压后再送入逆变器输入端，然而这个直流电压并非和光伏电池板产生的电压一样是个平滑的直流电压，假设风力发电机输出的三相电压的频率为10Hz，那么经过整流后的直流电压上会叠加一个频率为30Hz交流成分，这个交流成分幅值大小主要取决于整流桥后面的滤波电容值和和所加负载的大小，滤波电容值越小，负载越大，交流成分的幅值越大。因而，通过检测这个交流成分即可判定是否为风力发电机输入，即当检测到交流电压大于设定的阈值时，就判定本路输入为风力发电机，反之则为光伏电池板或者蓄电池。另一方面，如图2的光伏电池板PV曲线所示，光伏电池板的输出电压随负载功率高低变化很大，而蓄电池的电压随负载功率高低变化很小，利用光伏电池板和蓄电池这种不同特性，通过算法选取合适的阈值就能将光伏电池板和蓄电池区分开来。
下面以单通道输入来举例说明这种输入源智能识别方法，其流程如图3所示，该方法主要在逆变器的MCU中进行。
（1）在逆变器的输入通道上设置隔直采样调理电路采集，每路Mppt的输入通道上均分别设置一个隔直采样调理电路，如附图1所示。在逆变器上电后，检测到输入输出满足并网工作要求之后，逆变器并网工作，通过隔直采样调理电路采集逆变器的当前输入源所输入信号的交流成分并送入MCU的AD口采样，获得第一采样电压V1。
（2）运行直流电压环，使逆变器输出一定的合适功率，并再次通过隔直采样调理电路采集逆变器的当前输入源所输入信号的交流成分，获得第二采样电压V2。
（3）求取第二采样电压V2与第一采样电压V1的差值V2-V1，并与预设的第一电压阈值ΔU1比较，若V2-V1≥ΔU1，则逆变器的当前输入源选择风力发电输入源，逆变器进入风机最大功率追踪程序；反之，若V2-V1<ΔU1，则逆变器的当前输入源选择光伏电池板发电输入源或蓄电池输入源，则继续进行步骤（4）。
（4）获取光伏电池板发电输入源的输入P/U曲线，并根据P/U曲线计算出功率最大值Pmax、功率最小值Pmin、电压最大值Umax、电压最小值Umin。这里通过扫描方式获得光伏电池板发电输入源的输入P/U曲线。具体为：在每个计算周期ΔT内，使光伏电池板发电输入源的电压按预设的步长Vstep减小，并按照扫描频率记录该计算周期ΔT内光伏电池板发电输入源的若干个电压以及功率，从而获得P/U曲线。
（5）求取功率最大值Pmax与功率最小值Pmin的差值Pmax-Pmin，以及电压最大值Umax与电压最小值Umin的差值Umax-Umin，并分别与预设的功率阈值ΔP和第二电压阈值ΔU2比较，若Pmax-Pmin≥ΔP或Umax-Umin≥ΔU2，则逆变器的当前输入源选择光伏电池板发电输入源，逆变器进入光伏电池最大功率跟踪模式；否则，即Pmax-Pmin<ΔP且Umax-Umin<ΔU2，逆变器的当前输入源选择蓄电池输入源，逆变器进入蓄电池工作模式。
采用上述输入源智能识别方法的逆变器既可以是具有单个输入Mppt通道的逆变器，也可以是具有多个输入Mppt通道的逆变器，同时，逆变器为并网逆变器或离网逆变器均可，其应用于风光互补的混合系统中，如附图5所示。
本发明采用智能化识别方法能够自动判别接入逆变器的是何种输入源，如风机、光伏电池板，蓄电池的中的任何一种，从而可以使逆变器针对不同的输入源运行相应的最大功率跟踪算法，提升了整个系统的运行效率的同时也大大降低了客户端的操作复杂度，增加了系统的可靠性。同时本发明不仅适用于带N（N=1，2，3，4，5…）个Mppt通道的并网逆变器，也适用于应用在风光互补等混合系统的带N（N=1，2，3，4，5…）个Mppt通道的离网逆变器。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法，在连接有多个输入源的逆变器中用于识别并选择其当前输入源的类型，所述的输入源包括风力发电输入源、光伏电池板发电输入源和蓄电池输入源，其特征在于：所述的输入源智能识别方法包括
（1）在所述的逆变器的输入通道上设置隔直采样调理电路，在所述的逆变器上电后，通过所述的隔直采样调理电路采集所述的逆变器的当前输入源所输入信号的交流成分，获得第一采样电压V1；
（2）运行直流电压环，使所述的逆变器输出一定功率，并再次通过所述的隔直采样调理电路采集所述的逆变器的当前输入源所输入信号的交流成分，获得第二采样电压V2；
（3）求取所述的第二采样电压V2与所述的第一采样电压V1的差值V2-V1，并与预设的第一电压阈值ΔU1比较，若V2-V1≥ΔU1，则所述的逆变器的当前输入源选择风力发电输入源，所述的逆变器进入风机最大功率追踪程序；若V2-V1<ΔU1，则所述的逆变器的当前输入源选择光伏电池板发电输入源或蓄电池输入源，则继续进行步骤（4）；
（4）获取所述的光伏电池板发电输入源的输入P/U曲线，并根据所述的P/U曲线计算出功率最大值Pmax、功率最小值Pmin、电压最大值Umax、电压最小值Umin；
（5）求取所述的功率最大值Pmax与所述的功率最小值Pmin的差值Pmax-Pmin，以及所述的电压最大值Umax与所述的电压最小值Umin的差值Umax-Umin，并分别与预设的功率阈值ΔP和第二电压阈值ΔU2比较，若Pmax-Pmin≥ΔP或Umax-Umin≥ΔU2，则所述的逆变器的当前输入源选择光伏电池板发电输入源，所述的逆变器进入光伏电池最大功率跟踪模式；否则，所述的逆变器的当前输入源选择蓄电池输入源，所述的逆变器进入蓄电池工作模式。
2.根据权利要求1所述的应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法，其特征在于：所述的步骤（4）中，通过扫描方式获得所述的光伏电池板发电输入源的输入P/U曲线。
3.根据权利要求2所述的应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法，其特征在于：在每个计算周期ΔT内，使所述的光伏电池板发电输入源的电压按预设的步长Vstep减小，并按照扫描频率记录所述的计算周期ΔT内所述的光伏电池板发电输入源的若干个电压以及功率，从而获得所述的P/U曲线。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法，其特征在于：所述的逆变器为具有单个输入Mppt通道的逆变器或具有多个输入Mppt通道的逆变器。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的应用于新能源混合逆变器的输入源智能识别方法，其特征在于：所述的逆变器为并网逆变器或离网逆变器。
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