CN113489343B - 一种光伏逆变器、光伏系统及并网方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种光伏逆变器、光伏系统及并网方法，谐振型直流/直流DC/DC电路、直流/交流DC/AC电路和控制器；谐振型DC/DC电路将输入的第一直流电压转换为第二直流电压提供给DC/AC电路；DC/AC电路将第二直流电压转换为交流电压提供给交流电网；控制器在谐振型DC/DC电路打嗝运行时，控制DC/AC电路的电压环路失效，控制DC/AC电路的电流环路按照以下方式运行：增大DC/AC电路的并网电流指令值来增大DC/AC电路的输出功率，直至谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。该方案能够在光伏逆变器处于空载或者轻载时，快速过渡到重载，尽快结束打嗝工作状态。

Description

一种光伏逆变器、光伏系统及并网方法
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏逆变器、光伏系统及并网方法。
背景技术
目前，随着全球能源的紧缺以及环境污染的加重，光伏发电的应用越来越广泛。光伏发电是将光伏组件产生的直流电经过逆变器转换为交流电接入交流电网或提供给负载。
常见光伏发电系统如图1所示，由实现MPPT功能的DC/DC变换器100和包含DC/DC电路201及DC/AC电路202的两级式逆变器200组成。其中，DC/DC电路201可以为谐振型DC/DC电路，例如LLC谐振型DC/DC电路。
在逆变器200空载或者轻载时，谐振型DC/DC电路的直流电压增益较高，容易导致其输出电压Vdc2过压。为避免Vdc2过压，DC/DC电路201工作于打嗝状态，即当Vdc2小于打嗝门槛电压Vburst时，DC/DC电路201向后级电路传输能量，Vdc2增大；当Vdc2大于等于Vburst时，DC/DC电路201中的开关管封波，不向后级传输能量，Vdc2减小，从而保证Vdc2不过压。
虽然以上DC/DC电路201工作于打嗝状态可以保证Vdc2不过压，但是会引起以下技术问题，由于DC/DC电路201断续向后级传输功率，会造成DC/DC变换器100MPPT功率追踪困难，严重时可能引起功率振荡，并且Vdc2波动和功率断续也会导致逆变器200直流电压外环控制困难，系统稳定性难以保证。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种光伏逆变器、光伏系统及并网方法，能够在光伏逆变器处于空载或者轻载时，快速过渡到重载，尽快结束打嗝工作状态。
第一方面，本申请实施例提供了一种光伏逆变器，包括：谐振型直流/直流DC/DC电路、直流/交流DC/AC电路和控制器；
所述谐振型DC/DC电路，用于将输入的第一直流电压转换为第二直流电压提供给所述DC/AC电路；
所述DC/AC电路，用于将所述第二直流电压转换为交流电压提供给交流电网；
所述控制器，用于在所述谐振型DC/DC电路打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路失效，控制所述DC/AC电路的电流环路按照以下方式运行：增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
可选的，所述控制器，具体用于将所述DC/AC电路的并网电流指令值从第一电流指令值增大到第二电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，第一预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，如果是，则将所述DC/AC电路的并网电流指令值从第二电流指令值增大到第三电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，第二预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，以此类推，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
可选的，所述控制器，具体用于将所述DC/AC电路的并网电流指令值从初始电流指令值以预设电流步长增大来增大所述DC/AC电路的输出功率，以预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，如果是，则继续以所述预设电流步长来增大所述DC/AC电路的并网电流指令值，以此类推，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
可选的，所述控制器，还用于在所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路生效，并控制电压环路中的PI调节器的积分项为所述DC/AC电路的当前输出电流。
可选的，所述控制器，还用于在所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路生效，并控制电压环路的电压指令值为所述DC/AC电路的当前输入电压，后控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压变化到预设电压。
可选的，所述控制器，具体用于控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压按照线性关系逐渐变化到所述预设电压，所述线性关系对应的斜率根据所述DC/AC电路的当前输入电压和所述预设电压获得。
可选的，所述控制器，具体用于通过至少以下任意一种方式判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，所述任意一种方式包括：
判断所述谐振型DC/DC电路的开关频率是否大于非打嗝时的开关频率且占空比是否为预设占空比；
判断所述控制器设置的打嗝标志位是否有效；
判断所述第二直流电压是否达到预设门槛电压。
可选的，所述谐振型DC/DC电路包括LLC谐振型DC/DC电路。
第二方面，本申请实施例提供了一种光伏系统，包括上述第一方面任一项所述的光伏逆变器，还包括：直流/直流变换器；
所述直流-直流变换器的输入端用于连接光伏组串，所述直流-直流变换器的输出端连接所述光伏逆变器的输入端。
第三方面，本申请实施例还提供了一种光伏逆变器的并网方法，应用于光伏逆变器，所述光伏逆变器包括：谐振型直流/直流DC/DC电路和直流/交流DC/AC电路；所述方法包括：
当所述谐振型DC/DC电路在打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路失效；
控制所述DC/AC电路的电流环路按照以下方式运行：增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
可选的，所述增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行，具体包括：
将所述DC/AC电路的并网电流指令值从第一电流指令值增大到第二电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，第一预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，如果是，则将所述DC/AC电路的并网电流指令值从第二电流指令值增大到第三电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，第二预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，以此类推，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
可选的，所述增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行，具体包括：
将所述DC/AC电路的并网电流指令值从初始电流指令值以预设电流步长增大来增大所述DC/AC电路的输出功率，以预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，如果是，则继续以所述预设电流步长来增大所述DC/AC电路的并网电流指令值，以此类推，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
可选的，所述方法还包括：
在所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路生效，并控制电压环路中的PI调节器的积分项为所述DC/AC电路的当前输出电流。
可选的，所述方法还包括：在所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路生效，并控制电压环路的电压指令值为所述DC/AC电路的当前输入电压，后控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压变化到预设电压。
可选的，所述控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压变化到预设电压，具体包括：
控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压按照线性关系逐渐变化到所述预设电压，所述线性关系对应的斜率根据所述DC/AC电路的当前输入电压和所述预设电压获得。
通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：
该光伏逆变器中的控制器在谐振型DC/DC电路打嗝运行时，控制DC/AC电路的电压环路失效，仅控制DC/AC电路电流环路工作，具体地，增大DC/AC电路的并网电流指令值来增大DC/AC电路的输出功率，直至谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。例如，可以分阶段逐渐增加DC/AC电路的并网电流指令值，由于电流环路为闭环反馈控制，DC/AC电路的输出电流会跟随并网电流指令值，即并网电流指令值增大时，DC/AC电路实际的输出电流也随之增大，进而使DC/AC电路的输出功率增大，使光伏逆变器从轻载或空载变为重载，进而使谐振型DC/DC电路退出打嗝工作状态，进入正常工作状态，DC/AC电路的输出功率也不会再振荡。同时，避免了由于谐振型DC/DC电路打嗝运行造成其输出电压波动从而引起系统控制不稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种光伏逆变器的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种单电流环路的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种单电流环的并网电流变化的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电压-电流双闭环控制环路的示意图；
图6A为本申请实施例提供的一种电压指令值变化的示意图；
图6B为本申请实施例提供的另一种电压指令值变化的示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种单电流环的并网电流变化的示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种光伏系统的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种光伏逆变器的并网方法的流程图；
图10为本申请实施例提供的另一种光伏逆变器的并网方法的流程图；
图11为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的并网方法的流程图；
图12为本申请实施例提供的一种光伏逆变器双闭环控制的流程图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
本申请实施例提供了一种光伏逆变器，该光伏逆变器以隔离型光伏逆变器为例进行说明，隔离型光伏逆变器包括DC/DC电路和DC/AC电路。下面将结合附图对本申请提供的光伏逆变器进行详细介绍。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种光伏逆变器的示意图，逆变器200包括谐振型直流/直流DC/DC电路201、直流/交流DC/AC电路202以及控制器203。其中，DC/DC电路201用于将输入的第一直流电压Vdc1转换为第二直流电压Vdc2并提供给DC/AC电路202，DC/AC电路202将输入的第二直流电压Vdc2转换为交流电压提供给交流电网。控制器203用于在DC/DC电路201打嗝运行时，控制DC/AC电路202的电压环路失效，控制DC/AC电路202的电流环路按照以下方式运行：增大DC/AC电路202的并网电流指令值来增大输出功率，直至DC/DC电路201结束打嗝运行。
本申请实施例并不限定DC/DC电路201的具体实现形式，在本实施例中DC/DC电路201以LLC谐振型DC/DC电路为例进行说明。另外，还可以为其他类型的谐振型DC/DC电路，例如LC谐振型DC/DC电路。
MPPT DC/DC变换器100的输入连接光伏组串PV，MPPT DC/DC变换器100的输出构成DC/DC电路201的输入直流母线，即MPPT DC/DC变换器100的输出电压为DC/DC电路201的输入电压，即第一直流电压Vdc1，DC/DC电路201的输出电压为第二直流电压Vdc2，其中Vdc2也是DC/AC电路202的输入电压。
当逆变器200未并网时，处于空载状态，或者并网初期处于轻载状态，并网电流较小，并网消耗功率也比较小，导致DC/DC电路201的直流电压增益较高，Vdc2容易过压。为了防止Vdc2过压，DC/DC电路201工作在打嗝状态。当Vdc2小于预设的门槛电压Vburst时，DC/DC电路201向后级电路传输能量；当Vdc2大于等于Vburst时，对DC/DC电路201中的开关管封波，不向后级传输能量，此时由于并网功率消耗，Vdc2会逐渐减小。当Vdc2小于Vburst后，DC/DC电路201继续向后级电路传输能量，从而保证Vdc2不过压。
为了避免打嗝运行时并网功率时断时续的状态，造成MPPT功率追踪困难，此时，控制器203控制DC/AC电路202的电压环路失效，使DC/AC电路202采用单电流环路进行控制，即仅对逆变器的输出电流进行控制。为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面将结合附图2和附图3介绍单电流环路的工作原理。
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种单电流环路的示意图。
图3中Iref表示并网电流指令值，Is表示实际并网电流，即DC/AC电路202的输出电流。控制器203控制DC/AC电路202的电压环路失效，并控制并网电流指令值逐渐增大，由于电流环路为闭环反馈控制，所以DC/AC电路202的实际输出电流会跟随并网电流指令值逐渐增大，由此增大DC/AC电路202向电网输出的功率，使光伏逆变器从空载或轻载过度到重载，从而使DC/DC电路201退出打嗝工作状态，进入正常工作状态。
由于此时DC/AC电路202的电压环路失效，采用单电流环路进行控制，所以DC/AC电路202的输出功率是由并网实际电流直接控制的，即由DC/AC电路202的输出电流控制输出功率，不受MPPT DC/DC变换器100的影响，所以不会因为MPPT功率追踪困难造成并网功率的振荡。另外，由于控制器203控制DC/AC电路202的电压环路失效，避免了由于Vdc2的波动造成的系统控制不稳定。
当DC/DC电路201结束打嗝运行后，进入正常工作状态，实现直流电压的增益可控，可以使DC/AC电路202的电压环路正常工作，此时，控制器203控制DC/AC电路202的电压环路生效，DC/AC电路202由单电流环控制切换为电压-电流双闭环控制，MPPT DC/DC变换器100也可以正常工作，实现最大功率追踪。
下面结合附图介绍本申请实施例提供的单电流环的控制方式，单电流环控制时，可以逐渐增大并网电流指令值，但是本申请实施例不限定并网电流指令值的增加形式，例如可以随便增加，每次增加的数值可以相同，也可以不相同，下面分别介绍每次增加的数值不同和数值相同的两种实现形式。
参见图4，该图为本申请实施例提供的一种单电流环的并网电流变化的示意图。
下面将结合图2和图4详细介绍控制器203控制DC/AC电路202的电压环路和电流环路的工作原理。
本实施例中介绍每次并网电流指令值增加的数值不同的情况。
当DC/DC电路201处于打嗝运行状态时，为了避免并网功率时断时续造成MPPT功率追踪困难，也为了避免由于Vdc2的波动造成DC/AC电路202电压外环控制不稳定，控制器203控制DC/AC电路202的电压环路失效，并将DC/AC电路202的并网电流指令值从第一电流指令值Iref_1增大到第二电流指令值Iref_2，此时并网电流实际值Is会跟随并网电流指令值逐渐增大，控制并网电流实际值Is在达到第二电流指令值Iref_2后维持第一预设时间段△T1，以增大DC/AC电路202的输出功率。
第二电流指令值Iref_2与第一电流指令值Iref_1的差值△I1可以根据实际应用场景所确定，确定△I1的方式并不影响本申请实施例的实现。同样地，控制并网电流实际值在达到第二电流指令值Iref_2后维持第一预设时间段△T1，所需要维持的第一预设时间段△T1根据实际应用场景确定，并不影响本申请实施例的实现。
在第一预设时间段△T1后，判断DC/DC电路201是否仍处于打嗝运行状态，如果此时DC/DC电路201结束打嗝运行状态，则不再控制并网电流指令值继续增长，并控制DC/AC电路202的电压环路生效，进入正常工作状态；如果DC/DC电路201仍处于打嗝运行状态，则继续将DC/AC电路202的并网电流指令值从第二电流指令值Iref_2增大到第三电流指令值Iref_3，并在并网电流实际值达到第三电流指令值Iref_3后维持第二预设时间段△T2，以增大DC/AC电路202的输出功率。需要说明的是，此时第三电流指令值Iref_3与第二电流指令值Iref_2的差值△I2也是根据实际应用场景确定的，△I2与△I1可以不相等。同样地，并网电流实际值在达到第三电流指令值Iref_3后维持第二预设时间段△T2，△T2与△T1可以不相等，△I2与△T2的确定方式也不影响本申请实施例的实现。
在第二预设时间段△T2后，判断DC/DC电路201是否处于打嗝运行状态，如果此时DC/DC电路201结束打嗝运行状态，则不再控制并网电流指令值继续增长，并控制DC/AC电路202的电压环路生效，进入正常工作状态；如果DC/DC电路201仍处于打嗝运行状态，则继续将DC/AC电路202的并网电流指令值从第三电流指令值Iref_3增大到第四电流指令值Iref_4，并在并网电流实际值达到第四电流指令值Iref_4后维持第三预设时间段△T3，继续判断DC/DC电路201是否结束打嗝运行状态，以此类推，逐渐将并网电流指令值增大到第n电流指令值Iref_n，其中n一般为大于等于2的整数，例如一种可能的实现方式n大于或等于5，直至DC/DC电路201结束打嗝运行状态。
在实际应用中，受各种器件耐压耐流的影响，以及系统工作的稳定性，控制器203不会无限制地增长并网电流指令值，所以可以预先设置并网电流指令值的上限值，如果并网电流实际值在达到上限值之后，DC/DC电路201仍然处于打嗝工作状态，此时不会继续增长并网电流指令值，而是根据实际需要将逆变器200停机或进行报警。
判断DC/DC电路201是否处于打嗝运行状态时，可以利用以下几种方法中的至少一种：
(1)当DC/DC电路201的开关频率大于正常工作状态时的开关频率并且占空比为预设占空比，则判断DC/DC电路201处于打嗝运行状态。
例如，预设占空比为50％，DC/DC电路201处于打嗝工作状态时，占空比为50％，并且开关频率大于正常工作状态时的开关频率。
(2)控制器203设置的打嗝标志位有效，即可以根据打嗝标志位来判断DC/DC电路201是否处于打嗝运行状态。
控制器203可以预先设置打嗝标志位，当控制器203检测到设置的打嗝标志位有效时，则判断DC/DC电路203处于打嗝运行状态。
(3)当DC/DC电路201的输出电压Vdc2大于或等于预设门槛电压Vburst，DC/DC电路201处于打嗝运行状态。
预先设置DC/DC电路201的门槛电压Vburst，如果输出电压Vdc2小于门槛电压Vburst，DC/DC电路201处于正常工作状态；如果输出电压Vdc2大于或者等于门槛电压Vburst，则判断DC/DC电路201处于打嗝运行状态。
当DC/DC电路201结束打嗝运行状态，进入正常工作状态后，可以实现直流电压的增益可控，DC/AC电路202的电压环路能够正常工作。此时，控制器203控制DC/AC电路202的电压环路生效，使DC/AC电路202由单电流环控制切换为电压-电流双闭环控制。
参见图5，该图为本申请实施例提供的一种电压-电流双闭环控制环路的示意图。
为了尽量减小DC/AC电路202由单电流环控制切换到电压-电流双闭环控制过程中的冲击，本申请实施例还提供了以下技术方案，下面将结合附图5具体介绍。
DC/AC电路202双闭环控制中，电压环路作为外环，电流环路作为内环，其中，电压外环的输出作为并网电流指令值Iref。当电压环路生效时，令电压环路中PI调节器的积分项等于当前并网实际电流Is，即DC/AC电路202的输出电流，令电压环路的电压指令值Vdc2_ref等于当前DC/AC电路202的输入电压Vdc2，即DC/DC电路201的输出电压，之后控制器203控制电压指令值Vdc2_ref由Vdc2逐渐过渡到稳态工作时的预设电压Vdc2_normal。此时Vdc2与Vdc2_normal的大小关系并不确定，可能Vdc2大于Vdc2_normal，则电压指令值Vdc2_ref由Vdc2逐渐减少至Vdc2_normal；也可能Vdc2小于Vdc2_normal，则电压指令值Vdc2_ref由Vdc2逐渐增大至Vdc2_normal。另外，Vdc2也可能等于Vdc2_normal，此时电压指令值Vdc2_ref即为DC/AC电路202稳态工作时的预设电压。
为了避免电压指令值Vdc2_ref过渡到预设电压的过程中引起阶跃响应，控制器203控制电压指令值Vdc2_ref缓慢过渡到稳态工作时的预设电压，本申请实施例并不限定电压指令值Vdc2_ref过渡到预设电压的方式，在本实施例中控制DC/AC电路202的电压指令值Vdc2_ref由当前输入电压Vdc2按照线性关系逐渐变化到稳态工作时的预设电压Vdc2_normal。由于Vdc2和Vdc2_normal的大小关系并不确定，下面将结合附图6A和附图6B进行详细介绍。
参见图6A，该图为本申请实施例提供的一种电压指令值变化的示意图。
当Vdc2＜Vdc2_normal时，控制器控制电压指令值Vdc2_ref由Vdc2按照线性关系逐渐增大至Vdc2_normal，线性关系的斜率可以根据Vdc2和Vdc2_normal来确定。
参见图6B，该图为本申请实施例提供的另一种电压指令值变化的示意图。
当Vdc2＞Vdc2_normal时，控制器控制电压指令值Vdc2_ref由Vdc2按照线性关系逐渐减小至Vdc2_normal，线性关系的斜率可以根据Vdc2和Vdc2_normal来确定。
在上述实施例中，当DC/DC电路处于打嗝运行状态时，控制器控制DC/AC电路的电压环路失效，并控制并网电流指令值逐渐增大，为了判断的准确性，并且尽量使并网电流在合适的值，可以维持预设时间，再判断DC/DC电路是否仍处于打嗝运行状态。
参见图7，该图为本申请实施例提供的另一种单电流环的并网电流变化的示意图。
下面将结合图2和图7详细介绍控制器203控制DC/AC电路202的电压环路和电流环路的工作原理。
本实施例提供的单电流环控制方式，每次并网电流指令值增加的数值相同，即以预设电流步长来增加。
当DC/DC电路201处于打嗝运行状态时，控制器203控制DC/AC电路202的电压环路失效，并将DC/AC电路202的并网电流指令值按照预设电流步长△I，从第一电流指令值Iref_1增大到第二电流指令值Iref_2，此时并网电流实际值Is会跟随并网电流指令值逐渐增大，并控制并网电流实际值Is在达到第二电流指令值Iref_2后维持预设时间段△T，以增大DC/AC电路202的输出功率。
在预设时间段△T后，判断DC/DC电路201是否仍处于打嗝运行状态，如果此时DC/DC电路201结束打嗝运行状态，则不再控制并网电流指令值继续增长，并控制DC/AC电路202的电压环路生效，进入正常工作状态；如果DC/DC电路201仍处于打嗝运行状态，则继续将DC/AC电路202的并网电流指令值按照预设电流步长△I，从第二电流指令值Iref_2增大到第三电流指令值Iref_3，并在并网电流实际值达到第三电流指令值Iref_3后维持预设时间段△T，以增大DC/AC电路202的输出功率。
在预设时间段△T后，判断DC/DC电路201是否处于打嗝运行状态，如果此时DC/DC电路201结束打嗝运行状态，则不再控制并网电流指令值继续增长，并控制DC/AC电路202的电压环路生效，进入正常工作状态；如果DC/DC电路201仍处于打嗝运行状态，则继续将DC/AC电路202的并网电流指令值按照预设电流步长△I，从第三电流指令值Iref_3增大到第四电流指令值Iref_4，并在并网电流实际值达到第四电流指令值Iref_4后维持预设时间段△T，继续判断DC/DC电路201是否结束打嗝运行状态，以此类推，每次按照预设电流步长△I，逐渐将并网电流指令值增大到第n电流指令值Iref_n，并维持预设时间段△T，其中n一般为大于等于2的整数，例如一种可能的实现方式n大于或等于5，直至DC/DC电路201结束打嗝运行状态。
在实际应用中，受各种器件耐压耐流的影响，以及系统工作的稳定性，控制器203不会无限制地增长并网电流指令值，所以可以预先设置并网电流指令值的上限值，如果并网电流实际值在达到上限值之后，DC/DC电路201仍然处于打嗝工作状态，此时不会继续增长并网电流指令值，而是根据实际需要将逆变器200停机或进行报警。。
当DC/DC电路201结束打嗝运行状态，进入正常工作状态后，可以实现直流电压的增益可控，DC/AC电路202的电压环路能够正常工作。此时，控制器203控制DC/AC电路202的电压环路生效，使DC/AC电路202由单电流环控制切换为电压-电流双闭环控制。DC/AC电路202双闭环控制中，电压环路作为外环，电流环路作为内环，其中，电压外环的输出作为并网电流指令值Iref。
为了尽量减小DC/AC电路202由单电流环控制切换到电压-电流双闭环控制过程中的冲击，当电压环路生效时，令电压环路中PI调节器的积分项等于当前并网实际电流Is，即DC/AC电路202的输出电流，令电压环路的电压指令值Vdc2_ref等于当前DC/AC电路202的输入电压Vdc2，即DC/DC电路201的输出电压。控制器203控制电压指令值Vdc2_ref由Vdc2按照线性关系，逐渐过渡到稳态工作时的预设电压Vdc2_normal，所述线性关系的斜率根据Vdc2、Vdc2_normal以及过渡所需要的时间确定。
基于以上实施例提供的一种光伏逆变器，本申请实施例提供了一种光伏系统，该光伏系统包括光伏逆变器以及直流/直流变换器。直流/直流变换器的输入端用于连接光伏组串，输出端连接光伏逆变器的输入端，实现对光伏组串的最大功率追踪。
参见图8，该图为本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图。
本实施例提供的光伏系统包括DC/DC变换器100以及以上实施例介绍的光伏逆变器200。
其中DC/DC变换器100具有MPPT功能，DC/DC变换器的输入端用于连接光伏组串PV，DC/DC变换器100的输出端连接逆变器200的输入端。
其中逆变器200包括直流/直流DC/DC电路、直流/交流DC/AC电路和控制器，以上实施例已经详细介绍了逆变器200的工作原理，在此不再赘述。
当DC/DC电路处于打嗝运行时，逆变器控制DC/AC电路的电压环路失效，采用单电流环路进行控制，所以DC/AC电路的输出功率是由并网实际电流直接控制的，即由DC/AC电路的输出电流控制输出功率，不受DC/DC变换器100的影响，所以不会因为MPPT功率追踪困难造成并网功率的振荡。另外，由于控制DC/AC电路的电压环路失效，避免了由于输入电压的波动造成的系统控制不稳定。
方法实施例
基于以上实施例提供的一种光伏逆变器以及一种光伏系统，本申请实施例还提供了一种光伏逆变器的并网方法，该方法应用于以上实施例提供的光伏逆变器，其中，光伏逆变器包括：直流/直流DC/DC电路和直流/交流DC/AC电路。
参见图9，该图为本申请实施例提供的一种光伏逆变器的并网方法的流程图。
下面将结合图9详细介绍并网方法的具体实现。
本实施例提供的方法具体包括如下步骤：
S901：当所述谐振型DC/DC电路在打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路失效；
S902：控制所述DC/AC电路的电流环路按照以下方式运行：增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
本实施例提供的并网方法，当DC/DC电路处于打嗝运行状态时，为了避免打嗝运行造成并网功率时断时续的状态，MPPT功率追踪困难，此时，控制DC/AC电路的电压环路失效，使DC/AC电路采用单电流环路进行控制，即仅对逆变器的输出电流进行控制。逆变器控制DC/AC电路的并网电流指令值逐渐增大，由于电流环路为闭环反馈控制，所以DC/AC电路的实际输出电流会跟随并网电流指令值逐渐增大，由此增大DC/AC电路的输出功率，从而使DC/DC电路结束打嗝运行，进入正常工作状态。
DC/AC电路的电压环路失效，采用单电流环路进行控制，所以DC/AC电路的输出功率是由实际并网电流直接控制的，即由DC/AC电路的输出电流控制输出功率，不受MPPT DC/DC变换器的影响，所以不会因为MPPT功率追踪困难造成并网功率的振荡。另外，由于DC/AC电路的电压环路失效，避免了由于DC/DC电路的输出电压的波动造成的系统控制不稳定。
在步骤S902中，逆变器控制DC/AC电路的并网电流指令值逐渐增大，以增大DC/AC电路的输出功率，但是本申请实施例不限定并网电流指令值的增加形式，例如可以随便增加，每次增加的数值可以相同，也可以不相同，下面分别介绍每次增加的数值不同和数值相同的两种实现形式。
参见图10为，该图为本申请实施例提供的另一种光伏逆变器的并网方法的流程图。
本实施例中介绍每次并网电流指令值增加的数值不同的情况。
S1001：当谐振型DC/DC电路在打嗝运行时，控制DC/AC电路的电压环路失效；
S1002：控制DC/AC电路的并网电流指令值从第一电流指令值Iref_1增大到第二电流指令值Iref_2，并维持第一预设时间段△T1；
并网电流实际值会跟随并网电流指令值逐渐增大，控制并网电流实际值在达到第二电流指令值Iref_2后维持第一预设时间段△T1，以增大DC/AC电路的输出功率。第二电流指令值Iref_2与第一电流指令值Iref_1的差值△I1可以根据实际应用场景所确定，确定△I1的方式并不影响本申请实施例的实现。同样地，第二电流指令值Iref_2所需要维持的第一预设时间段△T1根据实际应用场景确定，并不影响本申请实施例的实现。
S1003：判断DC/DC电路是否处于打嗝运行状态，如果是，控制并网电流指令值从第二电流指令值Iref_2增大到第三电流指令值Iref_3，并维持第二预设时间段△T2；否则，控制DC/AC电路的电压环路生效；
在第一预设时间段△T1后，判断DC/DC电路是否仍处于打嗝运行状态，如果此时DC/DC电路结束打嗝运行状态，则不再控制并网电流指令值继续增长，控制DC/AC电路的电压环路生效，进入正常工作状态；如果DC/DC电路仍处于打嗝运行状态，则继续将DC/AC电路的并网电流指令值从第二电流指令值Iref_2增大到第三电流指令值Iref_3，并在并网电流实际值达到第三电流指令值Iref_3后维持第二预设时间段△T2。
需要说明的是，此时第三电流指令值Iref_3与第二电流指令值Iref_2的差值△I2也是根据实际应用场景确定的，△I2与△I1可以不相等。同样地，并网电流实际值在达到第三电流指令值Iref_3后维持第二预设时间段△T2，△T2与△T1可以不相等，△I2与△T2的确定方式也不影响本申请实施例的实现。
S1004：判断DC/DC电路是否处于打嗝运行状态，如果是，控制并网电流指令值从第三电流指令值Iref_3增大到第四电流指令值Iref_4，并维持第三预设时间段△T3；否则，控制DC/AC电路的电压环路生效；
S1005：以此类推，控制并网电流指令值逐渐增大到第n电流指令值Iref_n；其中n一般为大于等于2的整数，例如一种可能的实现方式n大于或等于5，直至DC/DC电路结束打嗝运行状态。
在第二预设时间段△T2后，判断DC/DC电路是否处于打嗝运行状态，如果此时DC/DC电路结束打嗝运行状态，则不再控制并网电流指令值继续增长，并控制DC/AC电路的电压环路生效，进入正常工作状态；如果DC/DC电路仍处于打嗝运行状态，则继续将并网电流指令值从第三电流指令值Iref_3增大到第四电流指令值Iref_4，并在并网电流实际值达到第四电流指令值Iref_4后维持第三预设时间段△T3，以此类推，继续判断DC/DC电路是否结束打嗝运行状态，逐渐将并网电流指令值增大到第n电流指令值Iref_n，其中n一般为大于等于2的整数，例如一种可能的实现方式n大于或等于5，直至DC/DC电路201结束打嗝运行状态。
在实际应用中，受各种器件耐压耐流的影响，以及系统工作的稳定性，并网电流指令值不会无限制地增长，所以可以预先设置并网电流指令值的上限值，如果并网电流实际值在达到上限值之后，DC/DC电路仍然处于打嗝工作状态，此时不会继续增长并网电流指令值，而是根据实际需要将逆变器停机或进行报警。
DC/AC电路进行单电流环控制时，可以控制每次并网电流指令值增加的数值相同，即以预设电流步长来增加，每次维持预设时间段。
参加图11，该图为本申请实施例提供的又一种光伏逆变器的并网方法的流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1101：当所述谐振型DC/DC电路在打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路失效；
S1102：控制所述DC/AC电路的并网电流指令值按照预设电流步长△I，从第一电流指令值Iref_1增大到第二电流指令值Iref_2，维持预设时间段△T；
S1103：判断DC/DC电路是否处于打嗝运行状态，如果是，控制并网电流指令值按照预设电流步长△I，从第二电流指令值Iref_2增大到第三电流指令值Iref_3，维持预设时间段△T；否则，控制DC/AC电路的电压环路生效；
在预设时间段△T后，判断DC/DC电路是否仍处于打嗝运行状态，如果此时DC/DC电路结束打嗝运行状态，则不再控制并网电流指令值继续增长，控制DC/AC电路的电压环路生效，进入正常工作状态；如果DC/DC电路仍处于打嗝运行状态，则继续将DC/AC电路的并网电流指令值按照预设电流步长△I，从第二电流指令值Iref_2增大到第三电流指令值Iref_3，并在并网电流实际值达到第三电流指令值Iref_3后维持预设时间段△T。
S1104：判断DC/DC电路是否处于打嗝运行状态，如果是，控制并网电流指令值按照预设电流步长△I，从第三电流指令值Iref_3增大到第四电流指令值Iref_4，维持预设时间段△T；否则，控制DC/AC电路的电压环路生效；
S1105：以此类推，控制并网电流指令值按照预设电流步长△I，逐渐增大到第n电流指令值Iref_n；其中n一般为大于等于2的整数，例如一种可能的实现方式n大于或等于5，直至DC/DC电路结束打嗝运行状态。
可以预先设置并网电流指令值的上限值，如果并网电流实际值在达到上限值之后，DC/DC电路仍然处于打嗝工作状态，此时不会继续增长并网电流指令值，而是根据实际需要将逆变器停机或进行报警。
当DC/DC电路结束打嗝运行状态，进入正常工作状态后，可以实现直流电压的增益可控，此时，控制DC/AC电路的电压环路生效，使DC/AC电路由单电流环控制切换为电压-电流双闭环控制，其中，电压环路作为外环，电流环路作为内环。
为了尽量减小DC/AC电路由单电流环控制切换到电压-电流双闭环控制过程中的冲击，下面将结合图12介绍DC/AC电路实现电压-电流双闭环控制的工作原理。
参见图12，该图为本申请实施例提供的一种光伏逆变器双闭环控制的流程图。
该方法具体包括如下步骤：
S1201：控制DC/AC电路的电压环路生效，令电压环路中的PI调节器的积分项等于当前并网实际电流；
S1202：令电压环路的电压指令值等于当前DC/AC电路的输入电压，即DC/DC电路的输出电压；
S1203：控制电压指令值由当前DC/AC电路的输入电压按照线性关系过渡到预设电压，该线性关系对应的斜率根据输入电压和预设电压获得。
当电压环路生效时，令电压环路中的PI调节器的积分项等于当前并网实际电流，即DC/AC电路的输出电流，令电压环路的电压指令值等于当前DC/AC电路的输入电压，即DC/DC电路的输出电压，然后控制电压指令值由当前DC/AC电路的输入电压缓慢过渡到稳态工作时的预设电压。本申请实施例不限定电压指令值过渡到预设电压的方式，例如，可以控制DC/AC电路的电压指令值由当前输入电压按照线性关系缓慢过渡到预设电压，线性关系的斜率根据输入电压和预设电压来确定。
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申请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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (15)

1.一种光伏逆变器，其特征在于，包括：谐振型DC/DC电路、DC/AC电路和控制器；
所述谐振型DC/DC电路，用于将输入的第一直流电压转换为第二直流电压提供给所述DC/AC电路；
所述DC/AC电路，用于将所述第二直流电压转换为交流电压提供给交流电网；
所述控制器，用于在所述谐振型DC/DC电路打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路失效，控制所述DC/AC电路的电流环路按照以下方式运行：增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
2.根据权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于将所述DC/AC电路的并网电流指令值从第一电流指令值增大到第二电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，第一预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，如果是，则将所述DC/AC电路的并网电流指令值从第二电流指令值增大到第三电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，第二预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，以此类推，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
3.根据权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于将所述DC/AC电路的并网电流指令值从初始电流指令值以预设电流步长增大来增大所述DC/AC电路的输出功率，以预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，如果是，则继续以所述预设电流步长来增大所述DC/AC电路的并网电流指令值，以此类推，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器，还用于在所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路生效，并控制电压环路中的PI调节器的积分项为所述DC/AC电路的当前输出电流。
5.根据权利要求4所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器，还用于在所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路生效，并控制电压环路的电压指令值为所述DC/AC电路的当前输入电压，后控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压变化到预设电压。
6.根据权利要求5所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压按照线性关系逐渐变化到所述预设电压，所述线性关系对应的斜率根据所述DC/AC电路的当前输入电压和所述预设电压获得。
7.根据权利要求1-3任一项所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于通过至少以下任意一种方式判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，所述任意一种方式包括：
判断所述谐振型DC/DC电路的开关频率是否大于非打嗝时的开关频率且占空比是否为预设占空比；
判断所述控制器设置的打嗝标志位是否有效；
判断所述第二直流电压是否达到预设门槛电压。
8.根据权利要求1-3任一项所述的光伏逆变器，其特征在于，所述谐振型DC/DC电路包括LLC谐振型DC/DC电路。
9.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的光伏逆变器，还包括：直流/直流变换器；
所述直流-直流变换器的输入端用于连接光伏组串，所述直流-直流变换器的输出端连接所述光伏逆变器的输入端。
10.一种光伏逆变器的并网方法，其特征在于，应用于光伏逆变器，所述光伏逆变器包括：谐振型DC/DC电路和DC/AC电路；所述方法包括：
当所述谐振型DC/DC电路在打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路失效；
控制所述DC/AC电路的电流环路按照以下方式运行：增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
11.根据权利要求10所述的并网方法，其特征在于，所述增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行，具体包括：
将所述DC/AC电路的并网电流指令值从第一电流指令值增大到第二电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，第一预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，如果是，则将所述DC/AC电路的并网电流指令值从第二电流指令值增大到第三电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，第二预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，以此类推，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
12.根据权利要求10所述的并网方法，其特征在于，所述增大所述DC/AC电路的并网电流指令值来增大所述DC/AC电路的输出功率，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行，具体包括：
将所述DC/AC电路的并网电流指令值从初始电流指令值以预设电流步长增大来增大所述DC/AC电路的输出功率，以预设时间段后判断所述谐振型DC/DC电路是否打嗝运行，如果是，则继续以所述预设电流步长来增大所述DC/AC电路的并网电流指令值，以此类推，直至所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行。
13.根据权利要求10-12任一项所述的并网方法，其特征在于，还包括：
在所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路生效，并控制电压环路中的PI调节器的积分项为所述DC/AC电路的当前输出电流。
14.根据权利要求13所述的并网方法，其特征在于，还包括：在所述谐振型DC/DC电路结束打嗝运行时，控制所述DC/AC电路的电压环路生效，并控制电压环路的电压指令值为所述DC/AC电路的当前输入电压，后控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压变化到预设电压。
15.根据权利要求14所述的并网方法，其特征在于，所述控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压变化到预设电压，具体包括：
控制所述电压环路的电压指令值从所述DC/AC电路的当前输入电压按照线性关系逐渐变化到所述预设电压，所述线性关系对应的斜率根据所述DC/AC电路的当前输入电压和所述预设电压获得。
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