CN111711227B - 光伏发电系统及其启动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光伏发电系统及其启动控制方法，该系统前级采用所提的至少在一个功率流向上同时具有升压模式、降压模式以及直通模式的升降压变换器，其开关器件应力仅为输入电压一半，能够适应于1500V高压输入场合；同时，采用本发明所提的启动控制方法，能够在高压配置时将后级逆变器启动和运行时的工作电压大幅降低。因此，即便光伏发电系统高压启机或者发生现场无功调度支撑、低电压穿越等工况，导致光伏组件的开路电压达到1500V或以上，本发明的光伏发电系统依然能够保证后级逆变器的直流母线电压始终保持在安全值范围内，进而降低了DC/AC变换器的开关管动作时承受高压和大电流应力的风险。

Description

光伏发电系统及其启动控制方法
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏发电系统及其启动控制方法。
背景技术
光伏组件作为光伏逆变器直流电能输入源，其功率受到光照和温度等环境因素的影响明显，因而输出电压范围较宽。传统的光伏发电系统通常在逆变器直流母线前设置一级带旁路支路的BOOST电路进行升压变换，具体可参见图1，在BOOST电路的输入电压低于逆变器最低并网直流电压要求时，BOOST电路工作、以实现升压变换和最大功率点跟踪；在BOOST电路的输入电压高于逆变器最低并网直流电压要求时，为降低损耗，BOOST不工作，利用其旁路支路的二极管导通，实现能量传递。
由于传统的光伏发电系统中，其逆变器前级BOOST电路只能工作于升压变换或者旁路模式。因此，若光伏组件高压配置（比如1500V）时，前级BOOST电路和后级逆变器都要承受最大1500V的电压应力，受开关管耐压限制，基于传统的BOOST和逆变器拓扑，难以直接应用于1500V高压输入光伏系统。尤其是对于后级逆变器来说，当发生电站现场无功调度支撑需要或者低电压穿越的情况时，逆变器需要满发无功电流，这意味着逆变器的开关管需要同时承受高压和大电流应力，给系统带来巨大的风险和考验。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种光伏发电系统及其启动控制方法，该系统前级采用所提的升降压变换器，除了在一个功率流向上同时实现升压、降压和直通功能外，其开关器件应力仅为输入电压一半，能够适应于1500V高压输入场合；同时，配合本发明所提的启动控制方法，可明显降低系统后级逆变器的开关管动作时承受高压和大电流应力的风险。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面提供一种光伏发电系统，其主电路包括：至少一个光伏组件、至少一个升降压变换器和至少一个DC/AC变换器；其中，
所述升降压变换器的输入端正负极分别与对应的所述光伏组件连接；
所述升降压变换器的输出端正负极分别与对应所述DC/AC变换器的直流母线正负极对应相连；
所述升降压变换器至少在一个功率流向上具备三种可选的工作模式：升压模式、降压模式以及直通模式。
优选的，所述升降压变换器，包括：第一至第四开关管、第一至第四电容、第一至第四二极管、第一电感以及第二电感；其中，
所述第一电容与所述第二电容串联连接，形成第一电容支路的两端分别作为所述升降压变换器的输入端正负极；
所述第三电容与所述第四电容串联连接，形成第二电容支路的两端分别作为所述升降压变换器的输出端正负极；
所述第一开关管的一端连接所述升降压变换器的输入端正极；
所述第一开关管的另一端连接第一二极管的阴极，连接点与所述第一电感的一端相连；
所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极相连，连接点与所述第一电容支路的中点相连；
所述第二二极管的阳极连接所述第二开关管的一端，连接点与所述第二电感的一端相连；
所述第二开关管的另一端连接至所述升降压变换器的输入端负极；
所述第三二极管的阴极连接所述升降压变换器的输出端正极；
所述第三二极管的阳极连接所述第三开关管的一端，连接点与所述第一电感的另一端相连；
所述第三开关管的另一端与所述第四开关管的一端相连，连接点与所述第二电容支路的中点相连；
所述第四开关管的另一端连接所述第四二极管的阴极，连接点与所述第二电感的另一端相连；
所述第四二极管的阳极连接至所述升降压变换器的输出端负极。
优选的，所述第一电容和所述第二电容的容值相等，所述第三电容和所述第四电容的容值相等，所述第一电感和所述第二电感的电感值相等。
优选的，还包括：控制器和采集单元；
所述采集单元的输出端与所述控制器的输入端相连；
所述控制器的输出端分别连接至所述升降压变换器的控制端以及所述DC/AC变换器的控制端。
本发明第二方面还提供一种光伏发电系统的启动控制方法，应用于如上述任一所述的光伏发电系统，包括：
判断所述光伏发电系统中升降压变换器的输入电压是否大于第一预设值；
若所述升降压变换器的输入电压大于第一预设值，则控制所述升降压变换器工作于降压模式，并将所述升降压变换器的输出电压降低至所述光伏发电系统中第二预设值；其中，所述第二预设值小于所述第一预设值；
控制所述DC/AC变换器启机并网。
优选的，所述升降压变换器包括：第一至第四开关管、第一至第四电容、第一至第四二极管、第一电感以及第二电感时，所述控制所述升降压变换器工作于降压模式，包括：
控制位于输出侧的第三开关管和第四开关管恒关断、位于输入侧的第一开关管和第二开关管高频工作。
优选的，所述第一开关管和所述第二开关管同步动作。
优选的，所述第二预设值为所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压。
优选的，在所述判断所述光伏发电系统中升降压变换器的输入电压是否大于第一预设值之后，还包括：
若所述升降压变换器的输入电压小于等于第一预设值，则判断所述升降压变换器的输入电压是否大于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压；
若所述升降压变换器的输入电压小于等于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，则控制所述升降压变换器工作于升压模式，并将所述升降压变换器的输出电压升高至所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压。
优选的，所述控制所述升降压变换器工作于升压模式，包括：
控制位于输入侧的第一开关管和第二开关管恒开通、位于输出侧的第三开关管和第四开关管高频工作。
优选的，所述第三开关管和所述第四开关管同步动作。
优选的，在所述判断所述升降压变换器的输入电压是否大于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压之后，还包括：
若所述升降压变换器的输入电压大于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，则控制所述升降压变换器工作于直通模式。
优选的，所述控制所述升降压变换器工作于直通模式，包括：
控制位于输入侧的第一开关管和第二开关管恒开通、位于输出侧的第三开关管和第四开关管恒关断。
优选的，所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压为：
Figure 337182DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，Vg_n为交流电网额定线电压有效值，Vg为所述DC/AC变换器实际运行时的并网线电压有效值，ΔV为预设偏置电压，且ΔV>0。
优选的，在判断所述光伏发电系统中升降压变换器的输入电压是否大于第一预设值之前，还包括：
采集所述升降压变换器的输入电压、输入电流、输出电压和输出电流，以及所述DC/AC变换器的并网线电压和相电流。
优选的，在控制所述DC/AC变换器启机并网之后，还包括：
根据采集的电压和电流信息执行MPPT运算。
优选的，所述第一预设值大于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，且小于等于所述DC/AC变换器能够承受的最大直流电压。
优选的，所述第一预设值等于所述DC/AC变换器能够承受的最大直流电压。
基于上述本发明实施例提供的光伏发电系统，前级采用所提的至少在一个功率流向上同时具有升压模式、降压模式以及直通模式的升降压变换器，其开关器件应力仅为输入电压一半，能够适应于1500V高压输入场合，且该升降压变换器中的桥臂均为开关管和二极管串联而成，因而没有桥臂直通短路母线的风险；同时，采用本发明所提的启动控制方法，能够在高压配置时将后级逆变器启动和运行时的工作电压大幅降低。因此，即便光伏组件的开路电压达到1500V或以上，本发明的光伏发电系统依然能够保证后级逆变器的直流母线电压始终保持在安全值范围内，进而降低了DC/AC变换器的开关管动作时承受高压和大电流应力的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为传统光伏发电系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光伏发电系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种光伏发电系统中升降压变换器的结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的另一种光伏发电系统的结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的一种光伏发电系统的启动控制方法流程图；
图6为本发明另一实施例提供的另一种光伏发电系统的启动控制方法流程图；
图7为本发明另一实施例提供的另一种光伏发电系统的启动控制方法流程图；
图8为本发明另一实施例提供的一种光伏发电系统的启动控制方法应用在一种具体的应用场景中的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
传统光伏发电系统中，通常在逆变器直流母线前采用带有旁路支路的BOOST电路进行升压变换，由于逆变器前级BOOST电路只能工作于升压变换或者旁路模式，因此，当光伏组件处于高压配置（例如1500V）时，无法降低后级逆变器的工作电压，进而导致前级BOOST电路以及后级逆变器两者均要承受最大的电压应力，给系统带来巨大的风险和考验。
因此，本发明提供了一种光伏发电系统，以降低系统后级逆变器的开关管动作时承受高压和大电流应力的风险。
该光伏发电系统的结构示意图如图2所示，包括：至少一个光伏组件110、至少一个升降压变换器120和至少一个DC/AC变换器130。其中：
升降压变换器120的输入端正负极分别与对应的光伏组件110连接；升降压变换器120的输出端正负极分别与对应DC/AC变换器130的直流母线正负极对应相连。
实际应用中，该光伏发电系统内可以包括多个DC/AC变换器130，每个DC/AC变换器130的直流侧分别连接有多个升降压变换器120，每个升降压变换器120的输入端均连接有至少一个对应的光伏组件110。
升降压变换器120至少在一个功率流向上具备三种可选的工作模式：升压模式、降压模式以及直通模式。实际应用中，也可以是该升降压变换器120的两个功率流向上均具备以上三种可选的工作模式。
本实施例提供的光伏发电系统中升降压变换器120的结构示意图如图3所示，具体包括：第一至第四开关管Q1-Q4、第一至第四电容C1-C4、第一至第四二极管D1-D4、第一电感L1以及第二电感L2；其中：
第一电容C1与第二电容C2串联连接，形成第一电容支路的两端分别作为升降压变换器120的输入端正负极；第三电容C3与第四电容C4串联连接，形成第二电容支路的两端分别作为升降压变换器120的输出端正负极；第一开关管Q1的一端连接升降压变换器120的输入端正极；第一开关管Q1的另一端连接第一二极管D1的阴极，连接点与第一电感L1的一端相连；第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极相连，连接点与第一电容支路的中点相连；第二二极管D2的阳极连接第二开关管Q2的一端，连接点与第二电感L2的一端相连；第二开关管Q2的另一端连接至升降压变换器120的输入端负极；第三二极管D3的阴极连接升降压变换器120的输出端正极；第三二极管D3的阳极连接第三开关管Q3的一端，连接点与第一电感L1的另一端相连；第三开关管Q3的另一端与第四开关管Q4的一端相连，连接点与第二电容支路的中点相连；第四开关管Q4的另一端连接第四二极管D4的阴极，连接点与第二电感L2的另一端相连；第四二极管D4的阳极连接至升降压变换器120的输出端负极。
具体的，第一电容支路的中点，即为第一电容C1与第二电容C2的连接点；而第二电容支路的中点，为第三电容C3与第四电容C4的连接点。
并且，该升降压变换器120中的第一电容C1与第二电容C2的容值相等，第三电容C3与第四电容C4的容值相等，第一电感L1和第二电感L2的电感值亦相等，以上电容和电感的大小可由技术人员视具体的应用场景而定，均在本发明的保护范围之内。因此，第一电容C1和第二电容C2的电压相等且均等于升降压变换器120输入电压Vin的一半，第三电容C3和第四电容C4的电压相等且均等于升降压变换器120输出电压Vout的一半；即升降压变换器120的开关器件电压应力仅为输入电压Vin的一半，同时该升降压变换器中的桥臂均为开关管和二极管串联而成，因而能够避免桥臂直通短路母线的风险。
本实施例提供的该光伏发电系统，前级采用至少在一个功率流向上能够实现升压模式、降压模式以及直通模式的三电平升降压变换器120，而且该升降压变换器120中的开关器件的电压应力仅为其输入电压Vin的一半，且无桥臂直通风险，能够很好的满足高压输入场合的应用。因此，即便在高压配置系统中，比如1500V，甚至更高压输入系统中，通过切换升降压变换器工作于不同工作模式，可以将后级逆变器的应力大幅降低，能够保证后级逆变器的直流母线电压始终保持在安全值范围内，进而降低了后级变换器的开关管动作时承受高压和大电流应力的风险。并且，直接采用传统常规逆变拓扑就能够满足光伏系统高压启机或者极端工况，比如低穿、无功支撑等情况下的电气应力要求，大大降低了后级逆变器的成本。
本发明另一实施例还提供了一种光伏发电系统，在上述实施例的基础上，该光伏发电系统还包括：控制器340和采集单元350；该光伏发电系统的结构示意图如图4所示。
具体的：采集单元350的输出端与控制器340的输入端相连；控制器340的输出端分别连接至升降压变换器120的控制端以及DC/AC变换器130的控制端。
实际应用场景中，控制器340通过接收采集单元350采集的电压、电流甚至是温度等参数并进行判断，进而利用控制信号控制该升降压变换器120中的开关管动作，控制升降压变换器120切换不同的工作模式。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种光伏发电系统的启动控制方法，应用于如上述实施例提供的光伏发电系统，具体是由其控制器来实现；该光伏发电系统的启动控制方法的流程图如图5所示，其中：
S501、判断光伏发电系统中升降压变换器的输入电压是否大于第一预设值。
需要说明的是，在执行步骤S501之前，还需要通过采集单元采集升降压变换器的输入电压、输入电流、输出电压和输出电流，以及DC/AC变换器的并网线电压和相电流，进而根据升降压变换器的输入电压和输出电压的关系，确定该光伏发电系统中的升降压变换器具体应当工作于哪种工作模式。
实际应用中，技术人员根据实际情况，可在大于DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，且小于等于DC/AC变换器能够承受的最大直流电压这一范围内，选取任意值作为第一预设值，均在本发明的保护范围之内。优选的，本实施例将第一预设值设置为等于DC/AC变换器能够承受的最大直流电压。
上述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压是由额定并网线电压峰值与实际运行时并网线电压峰值二者中的最大值叠加预设偏置电压得到的，其具体的计算式为：
Figure 597262DEST_PATH_IMAGE001
；其中，Vg_n为交流电网额定线电压有效值，Vg为DC/AC变换器实际运行时的并网线电压有效值，ΔV为预设偏置电压，且ΔV>0（预设偏置电压通常取值为10-50V之间）。
若判定升降压变换器的输入电压大于第一预设值，比如DC/AC变换器能够承受的最大直流电压，则执行步骤S502。
S502、控制升降压变换器工作于降压模式，并将升降压变换器的输出电压降低至第二预设值；其中，第二预设值小于第一预设值。
具体的，降压模式为：当上述实施例提供的升降压变换器的输入电压高于输出电压时，控制其位于输出侧的第三开关管Q3和第四开关管Q4恒关断、位于输入侧的第一开关管Q1和第二开关管Q2高频工作。此时，升降压变换器进行降压变换，实际应用中，为了进一步简化控制过程并且抑制升降压变换器高频工作时的共模电压跳变带来的漏电问题，可以控制第一开关管Q1与第二开关Q2的驱动信号保持同步开通和同步关断，使第一开关管Q1与第二开关Q2同步高频工作。
理论上，升降压变换器切换至降压模式时，将其输出电压降低至小于第一预设值的第二预设值即可，由于第一预设值的取值在大于DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压、小于等于DC/AC变换器能够承受的最大直流电压之间。优选的，第二预设值取值为DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，能够避免不必要的损耗。
将升降压变换器的输出电压降低至DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压之后，执行步骤S503。
S503、控制DC/AC变换器启机并网。
本实施例提供的一种光伏发电系统的启动控制方法，在判定升降压变换器的输入电压大于DC/AC变换器能够承受的最大直流电压后，控制升降压变换器工作于降压模式，并将升降压变换器的输出电压降低至第二预设值，比如DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，可以将后级逆变器的开关管应力大幅降低，确保DC/AC变换器启机并网时直流母线电压始终控制在安全值范围内，因此，直接采用传统常规逆变拓扑就能满足1500V光伏系统高压启机及极端工况（比如现场无功调度支撑、低电压穿越）下的电气应力要求，即降低后级逆变器的开关管动作时同时承受高压与大电流的风险，同时可以大大降低后级逆变器成本。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种光伏发电系统的启动控制方法，在执行上述步骤S501之后，若判定结果为否，则执行步骤S601，该启动控制方法的流程图如图6所示。
S601、判断升降压变换器的输入电压是否大于DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压。
若判定结果为否，则执行步骤S602。
S602、控制升降压变换器工作于升压模式，并将升降压变换器的输出电压升高至DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压。然后执行步骤S503。
具体的，升压模式为：当上述实施例提供的升降压变换器的输入电压低于输出电压时，控制其第一开关管Q1和所述第二开关管Q2恒开通、第三开关管Q3和第四开关管Q4高频工作，此时，升降压变换器进行升压变换。同理，可控制第三开关管Q3与第四开关Q4的驱动信号保持同步开通和同步关断。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种一种光伏发电系统的启动控制方法，在执行上述步骤S601之后，若判定结果为是，则执行步骤S701，该控制方法的流程图如图7所示。
S701、控制升降压变换器工作于直通模式。然后执行步骤S503。
若执行步骤S601的判定结果为否，说明此时升降压变换器的输入电压大于DC/AC变换器并网所需的最低直流电压，且小于等于DC/AC变换器能够承受的最大直流电压。因此，升降压变换器无需对其输出电压进行调整，切换至直通模式。
具体的，直通模式为：在上述实施例提供的升降压变换器的输入电压等于输出电压时，控制其第一开关管Q1和第二开关管Q2恒开通、第三开关管Q3和第四开关管Q4恒关断。
值得说明的是，无论该升降压变换器工作于哪种模式，在执行步骤S503、控制DC/AC变换器启机并网之后，光伏发电系统将根据采集的电压和电流信息执行MPPT运算。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
为了更直观的理解本发明的技术方案，本发明另一实施例还提供了一种上述光伏发电系统的启动控制方法的具体应用场景，在实现该控制方法之前，首先假定光伏组件的最大配置开路电压为1500V，DC/AC变换器能够承受的最大直流电压为1100V，交流电网额定线电压有效值Vg_n和DC/AC变换器实际运行时的并网线电压有效值Vg均为600V，则DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压为：
Figure 410497DEST_PATH_IMAGE002
。该启动控制方法的流程图如图8所示。
S801、采集升降压变换器输入电压和输入电流、输出电压和输出电流DC/AC变换器并网线电压和相电流。
该步骤实际上是控制器通过采集单元实现的，下面的步骤均为控制器执行的。
S802、判断升降压变换器输入电压是否大于1100V。
若判定结果为是，则执行步骤S803，否则执行步骤S804。
S803、控制升降压变换器工作于降压模式，并调节输出电压降低至890V。
即控制升降压变换器第三开关管Q3和第四开关管Q4恒关断，且第一开关管Q1和第二开关管Q2的驱动信号保持同步开通和同步关断。并跳转至步骤S807。
S804、判断输入电压是否大于890V。
若判定结果为否，则执行步骤S805，否则执行步骤S806。
S805、控制升降压变换器工作于升压模式，并控制输出电压升至890V。
即控制第一开关管Q1和第二开关管Q2恒开通，第三开关管Q3和第四开关管Q4的驱动信号保持同步开通和同步关断。并跳转至步骤S807。
S806、控制升降压变换器工作于直通模式。
即升降压变换器控制第一开关管Q1和第二开关管Q2恒开通，第三开关管Q3和第四开关管Q4恒关断。同样跳转至步骤S807。
S807、控制DC/AC变换器启机并网，并根据采集的电压和电流信息执行MPPT运算。
综合上述实施例提供的控制方法可知，相较于传统光伏发电系统中逆变器直接承受1500V，本实施例提供的光伏发电系统的启动控制方法，能够将后级逆变器启动和运行时的工作电压大大降低（≤1100V），即便光伏电站处于高压启机或者现场无功调度支撑、低电压穿越工况时，光伏组件的开路电压达到1500V，但是后级逆变器直流母线电压始终能够控制在安全范围（1100V）之内，降低了后级逆变器的开关管动作时同时承受高压和大电流的风险；并且，即便是在更高压的系统中，依然能将该升降压变换器直接应用于传统拓扑，降低了系统成本。
具体的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述光伏发电系统的主电路包括：依次连接的至少一个光伏组件、至少一个升降压变换器和至少一个DC/AC变换器；其中，所述升降压变换器至少在一个功率流向上具备三种可选的工作模式：升压模式、降压模式以及直通模式；所述升降压变换器包括：第一至第四开关管、第一至第四电容、第一至第四二极管、第一电感以及第二电感，所述第一开关管和第二开关管位于所述升降压变换器的输入侧，所述第三开关管和第四开关管位于所述升降压变换器的输出侧，第一电容与第二电容串联连接形成的第一电容支路的两端分别作为所述升降压变换器的输入端正负极；第三电容与第四电容串联连接形成的第二电容支路的两端分别作为所述升降压变换器的输出端正负极；第一开关管的一端连接所述升降压变换器的输入端正极；所述第一开关管的另一端连接第一二极管的阴极，连接点与所述第一电感的一端相连；所述第一二极管的阳极与第二二极管的阴极相连，连接点与所述第一电容支路的中点相连；所述第二二极管的阳极连接第二开关管的一端，连接点与所述第二电感的一端相连；所述第二开关管的另一端连接至所述升降压变换器的输入端负极；第三二极管的阴极连接所述升降压变换器的输出端正极；所述第三二极管的阳极连接第三开关管的一端，连接点与所述第一电感的另一端相连；所述第三开关管的另一端与第四开关管的一端相连，连接点与所述第二电容支路的中点相连；所述第四开关管的另一端连接第四二极管的阴极，连接点与所述第二电感的另一端相连；所述第四二极管的阳极连接至所述升降压变换器的输出端负极；在所述升压模式下，所述第一开关管和第二开关管恒开通，所述第三开关管和第四开关管高频工作；在所述降压模式下，所述第一开关管和第二开关管高频工作，所述第三开关管和第四开关管恒关断；在所述直通模式下，所述第一开关管和第二开关管恒开通，所述第三开关管和第四开关管恒关断；
所述启动控制方法包括：
判断所述光伏发电系统中升降压变换器的输入电压是否大于第一预设值；
若所述升降压变换器的输入电压大于第一预设值，则控制位于输出侧的第三开关管和第四开关管恒关断、位于输入侧的第一开关管和第二开关管高频工作，使所述升降压变换器工作于降压模式，并将所述升降压变换器的输出电压降低至第二预设值；其中，所述第二预设值小于所述第一预设值，所述第二预设值为所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压；
控制所述DC/AC变换器启机并网。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管同步动作。
3.根据权利要求1所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，在所述判断所述光伏发电系统中升降压变换器的输入电压是否大于第一预设值之后，还包括：
若所述升降压变换器的输入电压小于等于第一预设值，则判断所述升降压变换器的输入电压是否大于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压；
若所述升降压变换器的输入电压小于等于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，则控制位于输入侧的第一开关管和第二开关管恒开通、位于输出侧的第三开关管和第四开关管高频工作，使所述升降压变换器工作于升压模式，并将所述升降压变换器的输出电压升高至所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压。
4.根据权利要求3所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述升降压变换器工作于升压模式时，所述第三开关管和所述第四开关管同步动作。
5.根据权利要求3所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，在所述判断所述升降压变换器的输入电压是否大于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压之后，还包括：
若所述升降压变换器的输入电压大于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，则控制所述升降压变换器工作于直通模式。
6.根据权利要求1-5任一所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压为：
Figure 879518DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，Vg_n为交流电网额定线电压有效值，Vg为所述DC/AC变换器实际运行时的并网线电压有效值，ΔV为预设偏置电压，且ΔV>0。
7.根据权利要求1-5任一所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，在判断所述光伏发电系统中升降压变换器的输入电压是否大于第一预设值之前，还包括：
采集所述升降压变换器的输入电压、输入电流、输出电压和输出电流，以及所述DC/AC变换器的并网线电压和相电流。
8.根据权利要求7所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，在控制所述DC/AC变换器启机并网之后，还包括：
根据采集的电压和电流信息执行MPPT运算。
9.根据权利要求1-5任一所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述第一预设值大于所述DC/AC变换器并网所需的最低并网直流电压，且小于等于所述DC/AC变换器能够承受的最大直流电压。
10.根据权利要求9所述的光伏发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述第一预设值等于所述DC/AC变换器能够承受的最大直流电压。
11.一种光伏发电系统，其特征在于，用于执行如权利要求1-10任一项所述的光伏发电系统的启动控制方法，所述主电路中所述升降压变换器的输入端正负极分别与对应的光伏组件连接；
所述升降压变换器的输出端正负极分别与对应DC/AC变换器的直流母线正负极对应相连；
所述升降压变换器至少在一个功率流向上具备三种可选的工作模式：升压模式、降压模式以及直通模式；
所述升降压变换器包括：第一至第四开关管、第一至第四电容、第一至第四二极管、第一电感以及第二电感；所述第一开关管和第二开关管位于所述升降压变换器的输入侧，所述第三开关管和第四开关管位于所述升降压变换器的输出侧；
第一电容与第二电容串联连接形成的第一电容支路的两端分别作为所述升降压变换器的输入端正负极；
第三电容与第四电容串联连接形成的第二电容支路的两端分别作为所述升降压变换器的输出端正负极；
第一开关管的一端连接所述升降压变换器的输入端正极；
所述第一开关管的另一端连接第一二极管的阴极，连接点与所述第一电感的一端相连；
所述第一二极管的阳极与第二二极管的阴极相连，连接点与所述第一电容支路的中点相连；
所述第二二极管的阳极连接第二开关管的一端，连接点与所述第二电感的一端相连；
所述第二开关管的另一端连接至所述升降压变换器的输入端负极；
第三二极管的阴极连接所述升降压变换器的输出端正极；
所述第三二极管的阳极连接第三开关管的一端，连接点与所述第一电感的另一端相连；
所述第三开关管的另一端与第四开关管的一端相连，连接点与所述第二电容支路的中点相连；
所述第四开关管的另一端连接第四二极管的阴极，连接点与所述第二电感的另一端相连；
所述第四二极管的阳极连接至所述升降压变换器的输出端负极；
其中，在所述升压模式下，所述第一开关管和第二开关管恒开通，所述第三开关管和第四开关管高频工作；
在所述降压模式下，所述第一开关管和第二开关管高频工作，所述第三开关管和第四开关管恒关断；
在所述直通模式下，所述第一开关管和第二开关管恒开通，所述第三开关管和第四开关管恒关断。
12.根据权利要求11所述的光伏发电系统，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容的容值相等，所述第三电容和所述第四电容的容值相等，所述第一电感和所述第二电感的电感值相等。
13.根据权利要求11或12所述的光伏发电系统，其特征在于，还包括：控制器和采集单元；
所述采集单元的输出端与所述控制器的输入端相连；
所述控制器的输出端分别连接至所述升降压变换器的控制端以及所述DC/AC变换器的控制端。
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