CN110726949A - 一种组串式光伏逆变器的老化测试电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种组串式光伏逆变器的老化测试电路及方法，该电路包括组串式光伏逆变器和一个直流电源模块。本发明利用逆变电路实现直流降压电路的功能，并应用在逆变器的老化测试中，在外接一个直流模块电源的条件下就实现了组串式光伏逆变器的老化测试，大幅的节省了老化设备成本，而且本发明接线灵活，复制难度小，非常适合工厂生产应用。

Description

一种组串式光伏逆变器的老化测试电路及方法
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种组串式光伏逆变器的老化测试电路及方法。
背景技术
近年来，组串式光伏逆变器的市场认可度越来越高，成为与集中式、集散式在大规模地面电站的主流方案。随着光伏市场补贴政策的退坡加速，组串式光伏逆变器单机功率由原来的20KW逐渐提升到150KW左右，使得逆变器单瓦成本能够做到更低的水平，有助于电站实现平价上网。
在逆变器厂家的制造过程中，每一台光伏逆变器都需要经过严格的测试才能包装出货，其中设备老化是其中很重要的环节。目前光伏市场上中功率的组串式光伏逆变器都是由升压电路和逆变电路两部分组成，传统的老化方案如图1所示：该方案的优点是逆变器内部电路均工作在正常模式下，所有的功率器件均能得到老化测试，但是，该方案需要较多的外部设备，前级需要多个模块电源提供直流电压，后级需要一台工频隔离变压器，以老化一台100KW的逆变器为例，直流模块电源和变压器的成本大约是4万左右，生产设备投入比较高。
发明内容
本发明的目的在于通过一种组串式光伏逆变器的老化测试电路及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种组串式光伏逆变器的老化测试电路，该电路包括组串式光伏逆变器和一个直流电源模块；所述直流电源模块的一端接市电，另一端连接所述组串式光伏逆变器；所述组串式光伏逆变器的逆变电路在设定的发波逻辑控制下实现buck电路的功能。
特别地，所述组串式光伏逆变器采用但不限于三相逆变器、单相逆变器的任一种。
特别地，所述组串式光伏逆变器采用但不限于三电平逆变器、两电平逆变器的任一种。
特别地，所述组串式光伏逆变器采用1型三电平结构的三相逆变器。
基于上述组串式光伏逆变器的老化测试电路，本发明还公开了一种组串式光伏逆变器的老化测试方法，该方法包括：
在对组串式光伏逆变器进行老化测试时，通过设定的发波逻辑将组串式光伏逆变器的逆变电路实现buck电路的功能；
将所述组串式光伏逆变器的两端连接，实现所述组串式光伏逆变器升压部分电路的老化，组串式光伏逆变器的boost电路实现升压功能；
在所述boost电路老化结束后，控制对所述组串式光伏逆变器的逆变部分电路进行老化。
特别地，所述组串式光伏逆变器采用但不限于三相逆变器、单相逆变器的任一种。
特别地，所述组串式光伏逆变器采用但不限于三电平逆变器、两电平逆变器的任一种。
特别地，所述组串式光伏逆变器采用1型三电平结构的三相逆变器，则通过设定的发波逻辑将组串式光伏逆变器的逆变电路实现buck电路的功能的具体过程如下：所述1型三电平结构的三相逆变器的A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂结构相同，均包括电容C1，电容C2，二极管D1，二极管D2，从上到下设置的开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4，以及电感L1；对于A相逆变桥臂，控制开关管T3、开关管T4的驱动始终为低电平，控制开关管T1、开关管T2的驱动按照先后顺序依次为高电平，此时等效为buck电路的开关管导通时刻，电流流向为开关管T1-开关管T2-电感L1，然后，控制开关管T1、开关管T2的驱动按照先后顺序依次为低电平，此时等效为buck电路的二极管续流时刻，电流流向为开关管T4-开关管T3-电感L1；B相桥臂的发波逻辑与A相桥臂一致；C相桥臂用于实现平衡电路的作用，检测电容C1和电容C2中点电压，控制开关管T3导通，给电容C2充电，此时电流流向为电感L1-开关管T3-二极管D2-电容C2，从而实现电容C1和电容C2均压的效果。
本发明提出的组串式光伏逆变器的老化测试电路及方法利用逆变电路实现直流降压电路的功能，并应用在逆变器的老化测试中，在外接一个直流模块电源的条件下就实现了组串式光伏逆变器的老化测试，大幅的节省了老化设备成本，而且本发明接线灵活，复制难度小，非常适合工厂生产应用。
附图说明
图1为传统的组串式光伏逆变器老化测试方案的电路结构示意图；
图2A为本发明实施例提供的1型三电平结构的三相逆变器的A相桥臂及电流流向示意图；
图2B为本发明实施例提供的1型三电平结构的三相逆变器的A相桥臂及电流流向示意图；
图3为本发明实施例提供的1型三电平结构的三相逆变器的C相桥臂及电流流向示意图；
图4为本发明实施例提供的实现组串式光伏逆变器升压部分电路老化时组串式光伏逆变器的老化测试电路的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的组串式光伏逆变器三相交流端子短接时组串式光伏逆变器的老化测试电路的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
本实施例中组串式光伏逆变器的老化测试电路包括组串式光伏逆变器和一个直流电源模块；所述直流电源模块的一端接市电，另一端连接所述组串式光伏逆变器；所述组串式光伏逆变器的逆变电路在设定的发波逻辑控制下实现buck电路的功能。
具体的，在本实施例中所述组串式光伏逆变器采用但不限于三相逆变器、单相逆变器的任一种。在本实施例中所述组串式光伏逆变器采用但不限于三电平逆变器、两电平逆变器以及其他多电平逆变器的任一种。
在对组串式光伏逆变器进行老化测试时，通过设定的发波逻辑将组串式光伏逆变器的逆变电路实现buck电路的功能；将所述组串式光伏逆变器的两端连接，实现所述组串式光伏逆变器升压部分电路的老化，组串式光伏逆变器的boost电路实现升压功能；在所述boost电路老化结束后，控制对所述组串式光伏逆变器的逆变部分电路进行老化。本实施例提供的组串式光伏逆变器的老化测试电路利用逆变电路实现直流降压电路的功能，并应用在逆变器的老化测试中，在外接一个直流模块电源的条件下就实现了组串式光伏逆变器的老化测试，大幅的节省了老化设备成本，而且本发明接线灵活，复制难度小，非常适合工厂生产应用。
实施例二
基于上述实施例一提出的组串式光伏逆变器的老化测试电路，本实施例公开一种组串式光伏逆变器的老化测试方法，该方法包括：
在对组串式光伏逆变器进行老化测试时，通过设定的发波逻辑将组串式光伏逆变器的逆变电路实现buck电路的功能。
将所述组串式光伏逆变器的两端连接，实现所述组串式光伏逆变器升压部分电路的老化，组串式光伏逆变器的boost电路实现升压功能。
在所述boost电路老化结束后，控制对所述组串式光伏逆变器的逆变部分电路进行老化。
具体的，在本实施例中所述组串式光伏逆变器采用但不限于三相逆变器、单相逆变器的任一种。在本实施例中所述组串式光伏逆变器采用但不限于三电平逆变器、两电平逆变器以及其他多电平逆变器的任一种。
下面以所述组串式光伏逆变器采用1型三电平结构的三相逆变器为例，对本发明的工作过程进行具体说明：1型三电平结构的三相逆变器的A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂结构相同，均包括电容C1，电容C2，二极管D1，二极管D2，从上到下设置的开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4，以及电感L1。
工作时，通过特定的发波逻辑，将组串式光伏逆变器的逆变电路当成BUCK电路使用，对于A相逆变桥臂，控制开关管T3、开关管T4的驱动始终为低电平，控制开关管T1、开关管T2的驱动按照先后顺序依次为高电平，此时等效为buck电路的开关管导通时刻，如图2A中虚线所示，电流流向为开关管T1-开关管T2-电感L1，然后，控制开关管T1、开关管T2的驱动按照先后顺序依次为低电平，此时等效为buck电路的二极管续流时刻，如图2B中虚线所示，电流流向为开关管T4-开关管T3-电感L1；B相桥臂的发波逻辑与A相桥臂一致，在此不再赘述；需要说明的是，由于是三电平拓扑，在只有开关管T2开通时，会导致电容C1和电容C2电容不均压，如果不加以平衡，电容C1的电压会越来越高，最终导致器件应力超标，本发明利用C相桥臂实现平衡电路的作用，检测电容C1和电容C2中点电压，控制开关管T3导通，给电容C2充电，如图3中虚线所示，此时电流流向为电感L1-开关管T3-二极管D2-电容C2，从而实现电容C1和电容C2均压的效果。通过上述过程，利用逆变电路实现了buck电路的功能，此时，通过图4所示的接线实现组串式光伏逆变器升压部分电路的老化，组串式光伏逆变器的boost电路实现升压功能，组串式光伏逆变器的逆变电路实现降压功能，而外部设备只需要一个直流模块电源。当boost老化结束后，如图5所示，将组串式光伏逆变器的三相交流端子短接，控制对逆变部分电路进行老化。本实施例提供的组串式光伏逆变器的老化测试方法在外接一个直流模块电源的条件下就实现了组串式光伏逆变器的老化测试，大幅节省了老化设备成本。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种组串式光伏逆变器的老化测试电路，其特征在于，该电路包括组串式光伏逆变器和一个直流电源模块；所述直流电源模块的一端接市电，另一端连接所述组串式光伏逆变器；所述组串式光伏逆变器的逆变电路在设定的发波逻辑控制下实现buck电路的功能。
2.根据权利要求1所述的组串式光伏逆变器的老化测试电路，其特征在于，所述组串式光伏逆变器采用但不限于三相逆变器、单相逆变器的任一种。
3.根据权利要求1或2任一项所述的组串式光伏逆变器的老化测试电路，其特征在于，所述组串式光伏逆变器采用但不限于三电平逆变器、两电平逆变器的任一种。
4.根据权利要求3所述的组串式光伏逆变器的老化测试电路，其特征在于，所述组串式光伏逆变器采用1型三电平结构的三相逆变器。
5.一种基于权利要求1所述组串式光伏逆变器的老化测试电路的组串式光伏逆变器的老化测试方法，其特征在于，该方法包括：
在对组串式光伏逆变器进行老化测试时，通过设定的发波逻辑将组串式光伏逆变器的逆变电路实现buck电路的功能；
将所述组串式光伏逆变器的两端连接，实现所述组串式光伏逆变器升压部分电路的老化，组串式光伏逆变器的boost电路实现升压功能；
在所述boost电路老化结束后，控制对所述组串式光伏逆变器的逆变部分电路进行老化。
6.根据权利要求5所述的组串式光伏逆变器的老化测试方法，其特征在于，所述组串式光伏逆变器采用但不限于三相逆变器、单相逆变器的任一种。
7.根据权利要求5或6任一项所述的组串式光伏逆变器的老化测试方法，其特征在于，所述组串式光伏逆变器采用但不限于三电平逆变器、两电平逆变器的任一种。
8.根据权利要求7所述的组串式光伏逆变器的老化测试方法，其特征在于，所述组串式光伏逆变器采用1型三电平结构的三相逆变器，则通过设定的发波逻辑将组串式光伏逆变器的逆变电路实现buck电路的功能的具体过程如下：所述1型三电平结构的三相逆变器的A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂结构相同，均包括电容C1，电容C2，二极管D1，二极管D2，从上到下设置的开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4，以及电感L1；对于A相逆变桥臂，控制开关管T3、开关管T4的驱动始终为低电平，控制开关管T1、开关管T2的驱动按照先后顺序依次为高电平，此时等效为buck电路的开关管导通时刻，电流流向为开关管T1-开关管T2-电感L1，然后，控制开关管T1、开关管T2的驱动按照先后顺序依次为低电平，此时等效为buck电路的二极管续流时刻，电流流向为开关管T4-开关管T3-电感L1；B相桥臂的发波逻辑与A相桥臂一致；C相桥臂用于实现平衡电路的作用，检测电容C1和电容C2中点电压，控制开关管T3导通，给电容C2充电，此时电流流向为电感L1-开关管T3-二极管D2-电容C2，从而实现电容C1和电容C2均压的效果。
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