CN109742936B - 一种光伏逆变器mppt重启方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏逆变器MPPT重启方法，包括如下步骤：S101：识别接入每一路MPPT的组件串数；S102：进行异常组串判断，判断某一路为异常组件后，进行步骤S103；对光伏逆变器的输入总功率进行判断，发现光伏逆变器整体跟踪不准后，进入S104；S103：触发单路重启；S104：触发整体重启。本发明所述的一种光伏逆变器MPPT重启方法，能够实时监控输入逆变器的各组件的运行情况，甄别跟踪异常的组串，对异常组串进行重启操作，寻找该路的最大功率点，从而实现逆变器发电的最优化。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏技术领域，尤其是涉及一种光伏逆变器MPPT重启方法。
背景技术
最大功率点追踪（MPPT）是光伏逆变器的一项重要功能。MPPT跟踪效果的好坏直接影响到逆变器的发电量。随着分布式光伏逆变器的推广，光伏逆变器的独立MPPT路数在不断增加，目的也在于增加系统的总发电量。光伏逆变器的MPPT功能运行和安装环境关系很大。一般在输入光伏逆变器的组串电池片一致性好，安装角度、朝向一致性好且没有遮挡的情况下MPPT的运行状态较好。而在一些特殊的工况，比如组串角度偏差较大，有短时遮挡，串联电池片规格不统一等特殊工况时MPPT效果会变差。有时候某一路组串一直工作在最大功率点较远的位置，造成光伏逆变器发电量损失，如图7为 PV电池板正常工作时的电流电压特性曲线图，图8为PV电池板出现遮挡的情况的一种曲线图，从图8中可以看出，电池板的功率曲线由于遮挡存在了多峰的情况，如果逆变器长时间工作在较低的峰值处就会造成能量的损失。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种光伏逆变器MPPT重启方法，以解决MPPT的某些组串（String）异常时，MPPT的跟踪效果变差，从而造成光伏逆变器发电量损失的问题。
一种光伏逆变器MPPT重启方法，包括如下步骤：
S101：识别接入每一路MPPT的组件串数；
S102：进行异常组串判断，判断某一路为异常组件后，进行步骤S103；对光伏逆变器的输入总功率进行判断，发现光伏逆变器整体跟踪不准后，进入S104；
S103：触发单路重启；
S104：触发整体重启。
进一步的，所述步骤S101中，识别接入每一路MPPT的组件串数的方法为：
S201：检测光伏逆变器的输入功率；
S202：当光伏逆变器的输入功率能够达到额定功率的50%以上时，进入步骤S203，否则返回步骤S201；
S203：对有电池组串接入的各路MPPT的输入电流的大小进行排序；
S204：在S203中取最大的一路MPPT的输入电流Imax，和电流判断基值Ibase_set比较，确定Ibase的值；
S205：确定第n路MPPT接入实际的组串数Sn，Sn=In/Ibase ，其中In为第n路MPPT的电流；
进一步的，在所述步骤S204中，Imax和Ibase_set比较的逻辑为：将Imax/M、Imax/(M-1)、Imax/1 依次和Ibase_set进行比较，误差值在设定值∆I之内则确定为Ibase。
进一步的，所述步骤S102中，进行异常组串判断的方法为：
S301：检测光伏逆变器的输入功率；
S302：当光伏逆变器的输入功率大于额定功率的10%时，进入步骤S303，否则返回步骤S301；
S303：比较每一路MPPT的每一个组串的电流平均值，所述每一路MPPT的每一个组串的电流平均值等于各路MPPT的输入电流值除以该路接入的组串数Sn；
S304：在S303中取最大的电流平均值，作为判据的参考值Iref ，进入步骤S305；
S305：将每一路MPPT的平均电流和Iref做为比较，当Iref>K*In时，判定第n路为异常组件，进入步骤S306，其中K为电流倍率，一般取K=2；
S306：触发单路重启。
进一步的，所述步骤S103中，所述单路重启的逻辑为：
S401：检测某一路MPPT重启标志位；
S402：复位该路的MPPT参数和寄存器；
S403：采用扫描的方式对开口电压从100%到50%进行等幅值扫描；
S404：记录扫描过程中的功率最大点；
S405：扫描结束以后将该路的电压工作点确定在扫描记录的最大功率点处；
S406：单路重启结束，切换到MPPT状态。
进一步的，所述步骤S104中，所述整体重启的逻辑为：
S501：检测光伏逆变器的总功率；
S502：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤S503，否则，返回步骤S501；
S503：设定延时重启的时间：Delay_time=Short_time；
S504：光伏逆变器软件重启；
S505：重启计数Restart_num++；
S506：若Restart_num>N，进入步骤S507，否则，返回步骤S502；
S507：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤S508，否则，结束；
S508：设定延时重启的时间：Delay_time=Long_time；
S509：光伏逆变器软件重启。
相对于现有技术，本发明提出一种逆变器MPPT重启机制，具有以下优势：实时监控输入逆变器的各组件的运行情况，甄别跟踪异常的组串，对异常组串进行重启操作，寻找该路的最大功率点，从而实现逆变器发电的最优化。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种光伏逆变器MPPT重启方法的逻辑图；
图2为本发明实施例所述的光伏逆变器的每路MPPT的输入组串数识别逻辑图；
图3为本发明实施例所述的异常组串的识别逻辑图；
图4为本发明实施例所述的单路重启的逻辑图；
图5为本发明实施例所述的整体重启的逻辑图；
图6为现有电池板的一种串并联结构图；
图7为 PV电池板的正常工作时电流电压特性曲线图；
图8为PV电池板出现遮挡的情况的一种曲线图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图6为现有电池板的一种串并联结构图，组串型光伏逆变器一般有多路MPPT输入，每路MPPT之间是独立控制的；接入每一路MPPT的组串（String）数量从1到M不等，组成每一串的电池板(Module)数量也是不确定的，一般，同一路MPPT下的电池板数量相同，电池板串联数量不改变该组串输出电流的大小。
假设逆变器输入的独立MPPT路数为n，每一路接入的最大组串（String）数为M，每一组串输出的电流为Ibase，则有下式成立 I1≈I2≈I3≈…≈In=M*Ibase，实际运行过程中每一路MPPT电流的大小仅和接入组串(String)的数量有关，且为Ibase的整数倍。
组串的输出最大功率和组件的短路电流呈线性关系，市场的主流的电池板组件短路电流差别不大（一般在1A以内），程序中设置默认的组件短路电流为Ie。根据Ie确定电流判断基值Ibase_set ，Ibase_set =Kp*Ie，其中Kp为当前功率和额定功率的比值。
如图1所示，本发明提成一种光伏逆变器MPPT重启方法，包括如下步骤：
S101：识别接入每一路MPPT的组件串数；
S102：进行异常组串判断，判断某一路为异常组件后，进行步骤S103；对光伏逆变器的输入总功率进行判断，发现光伏逆变器整体跟踪不准后，进入S104；
S103：触发单路重启；
S104：触发整体重启。
由于接入每一路MPPT的组串数不确定，首先要识别接入每一路MPPT的接入组件的串数，图2为光伏逆变器的每路MPPT的输入组串数识别逻辑图，包括如下步骤：
S201：检测光伏逆变器的输入功率；
S202：当光伏逆变器的输入功率能够达到额定功率的50%以上时，进入步骤S203，否则返回步骤S201；
S203：对有电池组串接入的各路MPPT的输入电流的大小进行排序；
S204：在S203中取最大的一路MPPT的输入电流Imax，和电流判断基值Ibase_set比较，确定Ibase的值；
S205：确定第n路MPPT接入实际的组串数Sn，Sn=In/Ibase ，其中In为第n路MPPT的电流；
优选的，在所述步骤S204中，Imax和Ibase_set比较的逻辑为：将Imax/M、Imax/(M-1)、Imax/1 依次和Ibase_set进行比较，误差值在设定值∆I之内则确定为Ibase。
当某一组串出现局部遮挡或者某一路MPPT跟踪跑偏的时候表现的特征就是电流较小，功率较小，异常组串的识别逻辑如图3所示，包括如下步骤：
S301：检测光伏逆变器的输入功率；
S302：当光伏逆变器的输入功率大于额定功率的10%时，进入步骤S303，否则返回步骤S301；
S303：比较每一路MPPT的每一个组串的电流平均值，所述每一路MPPT的每一个组串的电流平均值等于各路MPPT的输入电流值除以该路接入的组串数Sn；
S304：在S303中取最大的电流平均值，作为判据的参考值Iref ，进入步骤S305；
S305：将每一路MPPT的平均电流和Iref做为比较，当Iref>K*In时，判定第n路为异常组件，进入步骤S306，其中K为电流倍率，一般取K=2；
S306：触发单路重启。
某一路MPPT输入判断为异常，说明该路的输入存在遮挡等情况，有可能是输入的所有组串都有遮挡，也有可能是部分组串有遮挡，遮挡可能会产生多峰、组串和组串的最大功率点偏差较大等情况，单路重启的目的就是寻找该路的综合的最大功率点，获得几个组串并联后的最大能量。图4为单路重启的逻辑图，包括如下步骤：
S401：检测某一路MPPT重启标志位；
S402：复位该路的MPPT参数和寄存器；
S403：采用扫描的方式对开口电压从100%到50%进行等幅值扫描；
S404：记录扫描过程中的功率最大点；
S405：扫描结束以后将该路的电压工作点确定在扫描记录的最大功率点处；
S406：单路重启结束，切换到MPPT状态。
如果出现逆变器所有的输入组串都有遮挡，有可能造成光伏逆变器整体跟踪不准，这个时候找不到电流比较的基准值Iref，本发明提出整体重启机制，实现逻辑如图5所示，当所有的MPPT都跟踪跑偏的时候，需要整体重启，整体重启不能太频繁，因为在早晚、或者雾霾或者阴雨天也会出现功率一很小的情况，采用延时重启的机制，包括如下步骤：
S501：检测光伏逆变器的总功率；
S502：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤S503，否则，返回步骤S501；
S503：设定延时重启的时间：Delay_time=Short_time；
S504：光伏逆变器软件重启；
S505：重启计数Restart_num++；
S506：若Restart_num>N，进入步骤S507，否则，返回步骤S502；
S507：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤S508，否则，结束；
S508：设定延时重启的时间：Delay_time=Long_time；
S509：光伏逆变器软件重启。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (4)
1.一种光伏逆变器MPPT重启方法，其特征在于：包括如下步骤：
S101：识别接入每一路MPPT的组件串数；
S102：进行异常组串判断，判断某一路为异常组件后，进行步骤S103；对光伏逆变器的输入总功率进行判断，发现光伏逆变器整体跟踪不准后，进入S104；
S103：触发单路重启；
S104：触发整体重启；
所述步骤S101中，识别接入每一路MPPT的组件串数的方法为：
S201：检测光伏逆变器的输入功率；
S202：当光伏逆变器的输入功率能够达到额定功率的50%以上时，进入步骤S203，否则返回步骤S201；
S203：对有电池组串接入的各路MPPT的输入电流的大小进行排序；
S204：在S203中取最大的一路MPPT的输入电流Imax和电流判断基值Ibase_set比较，确定Ibase的值；
S205：确定第n路MPPT接入实际的组串数Sn，Sn=In/Ibase ，其中In为第n路MPPT的电流；
所述步骤S102中，进行异常组串判断的方法为：
S301：检测光伏逆变器的输入功率；
S302：当光伏逆变器的输入功率大于额定功率的10%时，进入步骤S303，否则返回步骤S301；
S303：比较每一路MPPT的每一个组串的电流平均值，所述每一路MPPT的每一个组串的电流平均值等于各路MPPT的输入电流值除以该路接入的组串数Sn；
S304：在S303中取最大的电流平均值，作为判据的参考值Iref ，进入步骤S305；
S305：将每一路MPPT的平均电流In_avg和Iref做为比较，当Iref>K*In_avg时，判定第n路为异常组件，进入步骤S306，其中K为电流倍率，取K=2；
S306：触发单路重启。
2.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器MPPT重启方法，其特征在于：在所述步骤S204中，Imax和Ibase_set比较的逻辑为：将Imax/M、Imax/(M-1)、Imax/1 依次和Ibase_set进行比较，误差值在设定值∆I之内则确定为Ibase；
所述M代表接入每一路MPPT的组串数量。
3.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器MPPT重启方法，其特征在于：所述步骤S103中，所述单路重启的逻辑为：
S401：检测某一路MPPT重启标志位；
S402：复位该路的MPPT参数和寄存器；
S403：采用扫描的方式对开口电压从100%到50%进行等幅值扫描；
S404：记录扫描过程中的功率最大点；
S405：扫描结束以后将该路的电压工作点确定在扫描记录的最大功率点处；
S406：单路重启结束，切换到MPPT状态。
4.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器MPPT重启方法，其特征在于：所述步骤S104中，所述整体重启的逻辑为：
S501：检测光伏逆变器的总功率；
S502：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤S503，否则，返回步骤S501；
S503：设定延时重启的时间：Delay_time=Short_time；
S504：光伏逆变器软件重启；
S505：重启计数Restart_num++；
S506：若Restart_num>N，进入步骤S507，否则，返回步骤S502；
S507：比较总功率与功率设定值的大小，当总功率小于功率设定值时，进入步骤S508，否则，结束；
S508：设定延时重启的时间：Delay_time=Long_time；
S509：光伏逆变器软件重启。
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