CN114498738A - 一种光伏逆变器以及电阳能发电系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光伏逆变器以及电阳能发电系统。该光伏逆变器包括:第一辅助电源、第二辅助电源、卸荷电路、监控电路、控制器、第一开关器件、MPPT变换器和DC/AC转换器。其中,第二辅助电源用于对至少一个太阳能电池板输入到第二辅助电源的电压进行降压处理后,为卸荷电路和控制器供电。卸荷电路可用于控制第二辅助电源的输出电压。监控电路用于:当第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路。控制器用于控制光伏逆变器的工作状态。通过该光伏逆变器,可避免弱光时光伏逆变器中的控制器反复重启,从而可保证光伏逆变器的性能。
Description
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以及电阳能发电系统。
背景技术
光伏逆变器是一种应用于太阳能发电系统中,能够将来自太阳能电池(photovoltaic,PV)板的可变直流电压转换为市电频率交流电的设备。
在弱光情况(例如,凌晨、傍晚或者阴雨天气)下,太阳能电池板能够提供的功率很小。如果此时将太阳能电池板连接到光伏逆变器上,根据太阳能电池板的输出特征,会有较高的开路电压加到光伏逆变器的直流母线上。当直流母线的电压达到光伏逆变器中辅助电源的启动电压时,辅助电源就会启动。辅助电源在启动之后可以为光伏逆变器中的控制器供电,使控制器开始工作。在控制器工作之后,可以吸收功率,从而降低了直流母线上的电压。当直流母线上的电压低于辅助电源的启动电压时,辅助电源停止工作,控制器也相应的停止工作。此时,直流母线上的电压又变为较高的开路电压,并重复上述过程。
这样,在弱光情况下,光伏逆变器中的控制器会反复重启,从而影响光伏逆变器的性能。
发明内容
本申请实施例提供了一种光伏逆变器以及电阳能发电系统,以便保证光伏逆变器的性能。
第一方面,本申请实施例提供了一种光伏逆变器。该光伏逆变器包括:第一辅助电源、第二辅助电源、卸荷电路、监控电路、控制器、第一开关器件、MPPT变换器和DC/AC转换器。
其中,第二辅助电源、MPPT变换器、第一辅助电源和DC/AC转换器均可连接至直流母线的正负极之间;并且,第二辅助电源位于MPPT变换器的输入端,第一辅助电源和DC/AC转换器位于MPPT变换器的输出端;第一开关器件位于MPPT变换器和第二辅助电源之间的直流母线上。该直流母线为至少一个太阳能电池板的输出母线。
第一辅助电源可用于:当MPPT变换器和DC/AC转换器之间的直流母线的电压大于或等于第一阈值时,对至少一个太阳能电池板输入到第一辅助电源的电压进行降压处理后,为DC/AC转换器的驱动器件和控制器供电。其中,第一阈值可以为第一辅助电源的启动电压。这样,当MPPT变换器和DC/AC转换器之间的直流母线的电压大于或等于第一阈值时,第一辅助电源可以开始工作,为光伏逆变器中的功能单元供电。
第二辅助电源可用于:当MPPT变换器和DC/AC转换器之间的直流母线的电压小于第一阈值时,对至少一个太阳能电池板输入到第二辅助电源的电压进行降压处理后,为卸荷电路和控制器供电。也就是说,当第一辅助电源未启动时,第二辅助电源可以启动,为卸荷电路和控制器供电。
卸荷电路可用于:控制第二辅助电源的输出电压。例如,卸荷电路的负载可以为第一电阻,通过吸收第二辅助电源的输出功率,控制第二辅助电源的输出电压。
监控电路可用于:监测第二辅助电源的输出电压;当第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路。其中,第二阈值可以为控制器的启动电压。
控制器可用于控制光伏逆变器的工作状态。
通过该光伏逆变器,在控制器启动前卸荷电路与第二辅助电源连接,从而可通过吸收第二辅助电源的输出功率的方式来控制第二辅助电源的输出电压,进而避免当第二辅助电源的输出功率较低时第二辅助电源的输出电压达到控制器的启动电压。第二辅助电源的输出功率较低时启动控制器会造成控制器的反复重启,因此,通过该光伏逆变器可避免弱光时光伏逆变器中的控制器反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该光伏逆变器中,第二辅助电源对来自至少一个太阳能电池板的电压进行降压处理后,为卸荷电路供电;也就是说,卸荷电路工作在低压环境中。因此,卸荷电路中可以采用成本较低、体积较小的器件来吸收功率,从而可以保证卸荷电路中器件的安全性和可靠性。
在一些可能的设计中,在控制器启动前,卸荷电路可用于根据第二辅助电源的输出功率来控制第二辅助电源的输出电压。具体的,在控制器启动前,当第二辅助电源的输出功率小于控制器的工作功率时,卸荷电路可控制第二辅助电源的输出电压小于第二阈值;当第二辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时,卸荷电路可控制第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值。
在该设计中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第一电阻值),可以使得第二辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时,第二辅助电源的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当第二辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时才启动控制器,而当第二辅助电源的输出功率低于控制器的工作功率时,控制器不会启动;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
在一些可能的设计中,控制器可通过以下方式之一控制光伏逆变器的工作状态。
方式一:
在第一开关器件导通前,控制器在将卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第二电阻值之后,可根据至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压是否大于或等于第三阈值,确定是否导通第一开关器件。具体的,在第一开关器件导通前,控制器可将卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第二电阻值,并控制导通卸荷电路与第二辅助电源之间的通路,这样第二辅助电源可以为具有第二电阻值的负载供电;然后,控制器可监测至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压,例如,控制器可通过第一开关器件输入侧的电压表检测至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压;当至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压大于或等于第三阈值时,控制器控制断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路,导通第一开关器件。其中,第三阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第一工作功率时对应的至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压;第一工作功率为控制器的工作功率和第一开关器件的工作功率之和。
通过该方式,在第一开关器件处于导通状态前卸荷电路可通过第二电阻值的负载吸收第二辅助电源的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于控制器的工作功率与第一开关器件的工作功率之和时,才使得第一开关器件进入导通状态。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的第一开关器件反复吸合,增加第一开关器件的寿命,保证光伏逆变器的性能。
方式二:
方式二可以包括方式一的所有内容。在方式一的基础上,方式二还包括:
在第一开关器件导通后且MPPT变换器启动前,控制器在将卸荷电路的负载从第二电阻值调整为第三电阻值之后,可根据位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压是否大于或等于第四阈值,确定是否启动MPPT变换器。具体的,在第一开关器件导通后且MPPT变换器启动前,控制器还可将卸荷电路的负载从第二电阻值调整为第三电阻值,并控制导通卸荷电路与第二辅助电源之间的通路;然后,控制器可监测位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压;当位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压大于或等于第四阈值时,控制器控制断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路,并启动MPPT变换器。其中,第四阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时对应的MPPT变换器输入端的直流母线的电压。第二工作功率为控制器的工作功率、第一开关器件的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。
通过该方式,在MPPT变换器启动前卸荷电路可通过第三电阻值的负载吸收第二辅助电源的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,才启动MPPT变换器。其中,第二工作功率为控制器的工作功率、第一开关器件的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的MPPT变换器反复重启,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
在一些可能的设计中,在控制器启动前,卸荷电路可根据至少一个太阳能电池板的输出功率控制第二辅助电源的输出电压。具体的,在控制器启动前,当至少一个太阳能电池板的输出功率小于第二工作功率时,卸荷电路可控制第二辅助电源的输出电压小于第二阈值;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,卸荷电路可控制第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值。其中,第二工作功率为控制器的工作功率、第一开关器件的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。控制器可用于控制导通第一开关器件,并启动MPPT变换器。
在该设计中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第五电阻值),可以使得至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,第二辅助电源的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时才启动控制器和MPPT变换器,导通第一开关器件,而当至少一个太阳能电池板的输出功率低于第二工作功率时,控制器和MPPT变换器不会启动,第一开关器件也不会导通;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器和MPPT变换器反复重启,第一开关器件反复闭合,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该设计中,可以仅采用具有一个电阻值的负载来控制光伏逆变器中的多个功能单元的工作状态。当太阳能电池板的输出功率满足光伏逆变器多个功能单元的功耗需求时,一次性开启光伏逆变器中的多个功能单元。因此,该方式具有结构简单的优点。
在一些可能的设计中,第一开关器件可包括以下至少一项:电磁开关(例如,接触器或继电器等)、半导体开关(例如,三极管、MOS管、MOSFET或氮化镓晶体管等)。其中,第一开关器件可以包括一个或多个开关器件;第一开关器件中的开关器件可以全部位于直流母线的正极母线上,也可以全部位于直流母线的负极母线上,还可以一部分位于直流母线的正极母线,另一部分位于直流母线的负极母线上。该设计提供了多种第一开关器件的实现方式,从而可以灵活的控制至少一个太阳能电池板和MPPT变换器之间的导通和断开。
在一些可能的设计中,卸荷电路可包括:至少一个负载器件,以及与至少一个负载器件一一对应连接的至少一个第二开关器件。其中,至少一个负载中的任一负载器件可包括以下至少一项:电阻、风扇、变阻器。至少一个第二开关器件中的任一第二开关器件可为以下至少一项:电磁开关(例如,接触器或继电器等)、半导体开关(例如,三极管、MOS管、MOSFET或氮化镓晶体管等)。该设计提供了多种不同类型的负载器件,从而可以灵活的提供至少一种电阻值的负载。
在一些可能的设计中,监控电路可包括:比较电路,用于比较第二辅助电源的输出电压和第二阈值;驱动电路,与比较电路相连接,用于当第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路。通过该设计,当第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,可通过硬件电路的方式来控制断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路,从而避免不必要的电能损耗。
第二方面,本申请实施例提供了一种光伏逆变器。该光伏逆变器可包括:第一辅助电源、第二辅助电源、卸荷电路、监控电路、控制器、第一开关器件、MPPT变换器和DC/AC转换器。
其中,第二辅助电源、MPPT变换器、第一辅助电源和DC/AC转换器均连接至直流母线的正负极之间;并且,第二辅助电源位于MPPT变换器的输入端,第一辅助电源和DC/AC转换器位于MPPT变换器的输出端。第一开关器件位于MPPT变换器和第二辅助电源之间的直流母线上。第二辅助电源的输出端连接至第一辅助电源。其中,直流母线为至少一个太阳能电池板的输出母线。
第二辅助电源可用于:为第一辅助电源提供来自至少一个太阳能电池板的电能。其中,第二辅助电源可以对至少一个太阳能电池板输入到第二辅助电源的电压进行降压处理后,为第一辅助电源供电;也可以不对至少一个太阳能电池板输入到第二辅助电源的电压进行降压处理,直接为第一辅助电源提供至少一个太阳能电池板的电能。这样,当直流母线上的第一开关器件未导通时,第一辅助电源可以得到来自至少一个太阳能电池板的电能。
第一辅助电源可用于:对至少一个太阳能电池板输入到第一辅助电源的电压进行降压处理后,为卸荷电路和控制器供电。其中,在第一开关器件导通前,至少一个太阳能电池板可以通过第二辅助电源为第一辅助电源供电;然后,第一辅助电源可以对至少一个太阳能电池板输入到第一辅助电源的电压进行降压处理。在第一开关器件导通后,至少一个太阳能电池板可以通过直流母线为第一辅助电源供电;然后,第一辅助电源可以对至少一个太阳能电池板输入到第一辅助电源的电压进行降压处理。
卸荷电路可用于:控制第一辅助电源的输出电压。
监控电路可用于:监测第一辅助电源的输出电压;当第一辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路与第一辅助电源之间的通路。
控制器用于:控制光伏逆变器的工作状态。
通过该光伏逆变器,在控制器启动前卸荷电路与第一辅助电源连接,从而可通过吸收第一辅助电源的输出功率的方式控制第一辅助电源的输出电压,进而避免当第一辅助电源的输出功率较低时第一辅助电源的输出电压达到控制器的启动电压。第一辅助电源的输出功率较低时启动控制器会造成控制器的反复重启,因此,通过该光伏逆变器可避免弱光时光伏逆变器中的控制器反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该光伏逆变器中,第一辅助电源对来自至少一个太阳能电池板的电压进行降压处理后,为卸荷电路供电;也就是说,卸荷电路工作在低压环境中。因此,卸荷电路中可以采用成本较低、体积较小的器件来吸收功率,从而可以保证卸荷电路中器件的安全性和可靠性。
在一些可能的设计中,在控制器启动前,卸荷电路可根据第一辅助电源的输出功率来控制第一辅助电源的输出电压。具体的,在控制器启动前,当第一辅助电源的输出功率小于控制器的工作功率时,卸荷电路可控制第一辅助电源的输出电压小于第二阈值;当第一辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时,卸荷电路可控制第一辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值。
在该设计中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第一电阻值),可以使得第一辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时,第一辅助电源的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当第一辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时才启动控制器,而当第一辅助电源的输出功率低于控制器的工作功率时,控制器不会启动;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
在一些可能的设计中,控制器可通过以下方式之一控制光伏逆变器的工作状态。
方式1:
在第一开关器件导通前,控制器在将卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第二电阻值之后,可根据至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压是否大于或等于第三阈值,确定是否导通第一开关器件。具体的,在第一开关器件导通前,控制器可将卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第二电阻值,并控制导通卸荷电路与第一辅助电源之间的通路;然后,控制器监测至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压;当至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压大于或等于第三阈值时,控制器控制断开卸荷电路与第一辅助电源之间的通路,导通第一开关器件。其中,第三阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第一工作功率时对应的至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压;第一工作功率为控制器的工作功率和第一开关器件的工作功率之和。
通过该方式,在第一开关器件处于导通状态前卸荷电路可通过第二电阻值的负载吸收第一辅助电源的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于控制器的工作功率与第一开关器件的工作功率之和时,才使得第一开关器件进入导通状态。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的第一开关器件反复吸合,增加第一开关器件的寿命,保证光伏逆变器的性能。
方式2:
方式2可以包括方式1的所有内容。在方式1的基础上,方式2还包括:
在第一开关器件导通后且MPPT变换器启动前,控制器在将卸荷电路的负载从第二电阻值调整为第三电阻值之后,可根据位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压是否大于或等于第四阈值,确定是否启动MPPT变换器。具体的,在第一开关器件导通后且MPPT变换器启动前,控制器可将卸荷电路的负载从第二电阻值调整为第三电阻值,并控制导通卸荷电路与第一辅助电源之间的通路;然后,控制器可监测位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压;当位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压大于或等于第四阈值时,控制器控制断开卸荷电路与第一辅助电源之间的通路,并启动MPPT变换器。其中,第四阈值可为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时对应的MPPT变换器输入端的直流母线的电压;第二工作功率为控制器的工作功率、第一开关器件的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。
通过该方式,在MPPT变换器启动前卸荷电路可通过第三电阻值的负载吸收第一辅助电源的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,才启动MPPT变换器。其中,第二工作功率为控制器的工作功率、第一开关器件的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的MPPT变换器反复重启,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
在一些可能的设计中,在控制器启动前,卸荷电路可根据至少一个太阳能电池板的输出功率来控制第一辅助电源的输出电压。具体的,在控制器启动前,当至少一个太阳能电池板的输出功率小于第二工作功率时,卸荷电路可控制第一辅助电源的输出电压小于第二阈值;当至少一个太阳能电池板的大于或等于第二工作功率时,卸荷电路可控制第一辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值。其中,第二工作功率为控制器的工作功率、第一开关器件的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。控制器可用于控制导通第一开关器件,并启动MPPT变换器。
在该设计中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第五电阻值),可以使得至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,第一辅助电源的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时才启动控制器和MPPT变换器,导通第一开关器件,而当至少一个太阳能电池板的输出功率低于第二工作功率时,控制器和MPPT变换器不会启动,第一开关器件也不会导通;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器和MPPT变换器反复重启,第一开关器件反复闭合,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该设计中,可以仅采用具有一个电阻值的负载来控制光伏逆变器中的多个功能单元的工作状态,当太阳能电池板的输出功率满足光伏逆变器多个功能单元的功耗需求时,一次性开启光伏逆变器中的多个功能单元。因此,该方式具有结构简单的优点。
在一些可能的设计中,第一开关器件可包括以下至少一项:电磁开关(例如,接触器或继电器等)、半导体开关(例如,三极管、MOS管、MOSFET或氮化镓晶体管等)。其中,第一开关器件可以包括一个或多个开关器件;第一开关器件中的开关器件可以全部位于直流母线的正极母线上,也可以全部位于直流母线的负极母线上,还可以一部分位于直流母线的正极母线,另一部分位于直流母线的负极母线上。该设计提供了多种第一开关器件的实现方式,从而可以灵活的控制至少一个太阳能电池板和MPPT变换器之间的导通和断开。
在一些可能的设计中,卸荷电路可包括:至少一个负载器件,以及与至少一个负载器件一一对应连接的至少一个第二开关器件。其中,至少一个负载中的任一负载器件可包括以下至少一项:电阻、风扇、变阻器。至少一个第二开关器件中的任一第二开关器件可为以下至少一项:电磁开关(例如,接触器或继电器等)、半导体开关(例如,三极管、MOS管、MOSFET或氮化镓晶体管等)。该设计提供了多种不同类型的负载器件,从而可以灵活的提供至少一种电阻值的负载。
在一些可能的设计中,监控电路可包括:比较电路,用于比较第一辅助电源的输出电压和第二阈值;驱动电路,与比较电路相连接,用于当第一辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路与第一辅助电源之间的通路。通过该设计,当第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,可通过硬件电路的方式来控制断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路,从而避免不必要的电能损耗。
第三方面,本申请实施例提供了一种光伏逆变器。该光伏逆变器可包括:第一辅助电源、卸荷电路、监控电路、控制器、MPPT变换器和DC/AC转换器。
其中,MPPT变换器、第一辅助电源和DC/AC转换器均连接至直流母线的正负极之间,第一辅助电源和DC/AC转换器位于MPPT变换器的输出端;其中,直流母线为至少一个太阳能电池板的输出母线。
第一辅助电源可用于:对至少一个太阳能电池板输入到第一辅助电源的电压进行降压处理后,为卸荷电路和控制器供电。卸荷电路可用于:控制第一辅助电源的输出电压。监控电路可用于:监测第一辅助电源的输出电压;当第一辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路与第一辅助电源之间的通路。控制器可用于:控制光伏逆变器的工作状态。
通过该光伏逆变器,在控制器启动前卸荷电路与第一辅助电源连接,从而可通过吸收第一辅助电源的输出功率的方式来控制第一辅助电源的输出电压,进而避免当第一辅助电源的输出功率较低时第一辅助电源的输出电压达到控制器的启动电压。第一辅助电源的输出功率较低时启动控制器会造成控制器的反复重启,因此,通过该光伏逆变器可避免弱光时光伏逆变器中的控制器反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该光伏逆变器中,第一辅助电源对来自至少一个太阳能电池板的电压进行降压处理后,为卸荷电路供电;也就是说,卸荷电路工作在低压环境中。因此,卸荷电路中可以采用成本较低、体积较小的器件来吸收功率,从而可以保证卸荷电路中器件的安全性和可靠性。
在一些可能的设计中,在控制器启动前,卸荷电路可根据第一辅助电源的输出功率来控制第一辅助电源的输出电压。具体的,在控制器启动前,当第一辅助电源的输出功率小于控制器的工作功率时,卸荷电路可控制第一辅助电源的输出电压小于第二阈值;当第一辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时,卸荷电路可控制第一辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值。
在该设计中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第一电阻值),可以使得第一辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时,第一辅助电源的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当第一辅助电源的输出功率大于或等于控制器的工作功率时才启动控制器,而当第一辅助电源的输出功率低于控制器的工作功率时,控制器不会启动;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
在一些可能的设计中,控制器可通过以下方式控制MPPT变换器的工作状态。
方式A:
在MPPT变换器启动前,控制器在将卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第四电阻值之后,可根据位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压是否大于或等于第五阈值,确定是否启动MPPT变换器。具体的,在MPPT变换器启动前,控制器可将卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第四电阻值,并控制导通卸荷电路与第一辅助电源之间的通路;然后,控制器可监测位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压;当位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压大于或等于第五阈值时,控制器控制断开卸荷电路与第一辅助电源之间的通路,启动MPPT变换器。其中,第五阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时对应的位于MPPT变换器输入端的直流母线的电压;第三工作功率为控制器的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。
通过该方式,在MPPT变换器启动前卸荷电路可通过第四电阻值的负载吸收第一辅助电源的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时,才启动MPPT变换器。其中,第三工作功率为控制器的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的MPPT变换器反复重启,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
在一些可能的设计中,在控制器启动前,卸荷电路可根据至少一个太阳能电池板的输出功率来控制第一辅助电源的输出电压。具体的,在控制器启动前,当至少一个太阳能电池板的输出功率小于第三工作功率时,卸荷电路可控制第一辅助电源的输出电压小于第二阈值;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时,卸荷电路可控制第一辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值。其中,第三工作功率为控制器的工作功率和MPPT变换器的工作功率之和。控制器可用于启动MPPT变换器。
在该设计中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第六电阻值),可以使得至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时,第一辅助电源的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时才启动控制器和MPPT变换器,而当至少一个太阳能电池板的输出功率低于第三工作功率时,控制器和MPPT变换器不会启动;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器和MPPT变换器反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该设计中,可以仅采用具有一个电阻值的负载来控制光伏逆变器中的多个功能单元的工作状态,当太阳能电池板的输出功率满足光伏逆变器多个功能单元的功耗需求时,一次性开启光伏逆变器中的多个功能单元。因此,该方式具有结构简单的优点。
在一些可能的设计中,卸荷电路可包括:至少一个负载器件,以及与至少一个负载器件一一对应连接的至少一个第二开关器件。其中,至少一个负载中的任一负载器件可包括以下至少一项:电阻、风扇、变阻器。至少一个第二开关器件中的任一第二开关器件可为以下至少一项:电磁开关(例如,接触器或继电器等)、半导体开关(例如,三极管、MOS管、MOSFET或氮化镓晶体管等)。该设计提供了多种不同类型的负载器件,从而可以灵活的提供至少一种电阻值的负载。
在一些可能的设计中,监控电路可包括:比较电路,用于比较第一辅助电源的输出电压和第二阈值;驱动电路,与比较电路相连接,用于当第一辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路与第一辅助电源之间的通路。通过该设计,当第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,可通过硬件电路的方式来控制断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路,从而避免不必要的电能损耗。
第四方面,本申请实施例提供了一种太阳能发电系统。该系统可包括:至少一个太阳能电池板和上述任一种光伏逆变器。其中,至少一个太阳能电池板与光伏逆变器连接,用于为光伏逆变器供电。
上述第四方面可以达到的技术效果可以参照上述第一方面至第三方面中任一方面中任一种可能设计可以达到的技术效果说明,重复之处不予论述。
附图说明
图1为一种光伏逆变器的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的第一种光伏逆变器的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的第二种光伏逆变器的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的第三种光伏逆变器的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的光伏逆变器中的一种监控电路的电路图;
图6为本申请实施例提供的光伏逆变器中的另一种监控电路的电路图;
图7为本申请实施例提供的第四种光伏逆变器的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的第五种光伏逆变器的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的第六种光伏逆变器的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的控制光伏逆变器的方法的流程图。
具体实施方式
本申请提供一种光伏逆变器以及电阳能发电系统,用以保证光伏逆变器的性能。
通过本申请实施例提供的方案,光伏逆变器包括:第一辅助电源、第二辅助电源、卸荷电路、监控电路、控制器、第一开关器件、MPPT变换器和DC/AC转换器。其中,第二辅助电源、MPPT变换器、第一辅助电源和DC/AC转换器均可连接至直流母线的正负极之间;并且,第二辅助电源位于MPPT变换器的输入端,第一辅助电源和DC/AC转换器位于MPPT变换器的输出端。第一开关器件位于MPPT变换器和第二辅助电源之间的直流母线上。其中,直流母线为至少一个太阳能电池板的输出母线。
在该光伏逆变器中,第一辅助电源可用于:当MPPT变换器和DC/AC转换器之间的直流母线的电压大于或等于第一阈值时,对至少一个太阳能电池板输入到第一辅助电源的电压进行降压处理后,为DC/AC转换器的驱动器件和控制器供电。第二辅助电源可用于:当MPPT变换器和DC/AC转换器之间的直流母线的电压小于第一阈值时,对至少一个太阳能电池板输入到第二辅助电源的电压进行降压处理后,为卸荷电路和控制器供电。卸荷电路可用于:控制第二辅助电源的输出电压。监控电路可用于:监测第二辅助电源的输出电压;当第二辅助电源的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路与第二辅助电源之间的通路。控制器用于:控制光伏逆变器的工作状态。
通过该光伏逆变器,在控制器启动前卸荷电路与第二辅助电源连接,从而可通过吸收第二辅助电源的输出功率来控制第二辅助电源的输出电压,进而避免当第二辅助电源的输出功率较低时第二辅助电源的输出电压达到控制器的启动电压。第二辅助电源的输出功率较低时启动控制器会造成控制器的反复重启,因此,通过该光伏逆变器可避免弱光时光伏逆变器中的控制器反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该光伏逆变器中,第二辅助电源对来自至少一个太阳能电池板的电压进行降压处理后,为卸荷电路供电;也就是说,卸荷电路工作在低压环境中。因此,卸荷电路中可以采用成本较低、体积较小的器件来吸收功率,从而可以保证卸荷电路中器件的安全性和可靠性。
以下,对本申请实施例中的部分用语进行解释说明,以便于本领域技术人员理解。
1)、太阳能电池板,也称为PV板,是一种利用太阳光发电的光电半导体薄片;可通过光电效应或光化学效应直接将光能转化为电能。当满足照度条件时,太阳能电池板可输出电压;在有回路的情况下,太阳能电池板可以产生电流。
2)、本申请中,低电平和高电平可以是逻辑电平。其中,高电平大于低电平。例如,对于晶体管-晶体管逻辑集成电路(transistor-transistor logic,TTL)电平,高电平大于2.4伏特(V);低电平小于0.4V。
3)、光耦元件,也可以称为光电隔离器或光电耦合器。光耦元件以光为媒介来传输电信号。光耦元件可包括两个支路,支路1可包括发光器(例如,发光二极管),支路2可包括受光器(例如,光敏半导体或光敏电阻等)。当支路1接收到电信号时,发光器可以发出光线,受光器接收光线后可以产生光电流,从而使得支路2导通。
4)、本申请中的连接可以是直接连接,也可以是通过一个或多个模块或通过一个或多个设备连接。例如,A与B连接,或者A连接至B,可以表示:A直接与B连接,或者A通过C与B连接。其中,C可以表示一个或多个模块,也可以表示一个或多个设备。
本申请实施例中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项(个)中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。
另外,需要理解的是,在本申请的描述中,“第一”、“第二”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不应理解为指示或暗示相对重要性,也不应理解为指示或暗示顺序。
为了便于理解本申请,下面结合附图对目前的光伏逆变器进行说明。
如图1所示,光伏逆变器包括:辅助电源10、控制器40、最大功率点跟踪(maximumpower point tracking,MPPT)变换器50、第一开关器件60、直流/交流(direct current/alternating current,DC/AC)转换器70和电容C1。
其中,辅助电源10、MPPT变换器50、电容C1和DC/AC转换器70均连接至直流母线的正负极之间。并且,至少一个太阳能电池板位于MPPT变换器50的输入端,电容C1、辅助电源10和DC/AC转换器70位于MPPT变换器50的输出端。第一开关器件60位于MPPT变换器50和至少一个太阳能电池板之间的直流母线上。辅助电源10连接至电容C1与DC/AC转换器70之间的直流母线的正负极上。该直流母线为至少一个太阳能电池板的输出母线。
下面对光伏逆变器各组成部分的功能进行说明。
辅助电源10用于:当MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线的电压大于或等于第一阈值时,对来自至少一个太阳能电池板输入到辅助电源10的电压进行降压处理后,为光伏逆变器中的功能单元(例如,DC/AC转换器70的驱动器件和控制器40)供电。其中,辅助电源10可以为变压器或变压电路等;第一阈值可以为辅助电源10的启动电压。
第一开关器件60用于:控制是否向光伏逆变器中的功能单元(例如,MPPT变换器50)提供来自至少一个太阳能电池板的电能。其中,第一开关器件60可以为电磁开关(例如,接触器或继电器等)。
MPPT变换器50用于:实时监测至少一个太阳能电池板的电压,并追踪最高电压电流值,以使系统以最大功率输出对蓄电池充电。另外,MPPT变换器50可通过半导体器件对来自至少一个太阳能电池板的电能进行功率变换。
电容C1用于:对MPPT变换器50输出的电压进行滤波处理,将MPPT变换器50输出的脉冲电压整流为稳定的直流电压。
DC/AC转换器70用于将直流电压转换成交流电压。
控制器40用于控制光伏逆变器中各组成部分的工作状态。例如,控制器40可以通过光伏逆变器各组成部分处的电压表和/或电流表监控各组成部分处的电压和/或电流。又例如,控制器40可控制各组成部分的启动和停止。其中,控制器40可以为单片机、微控制单元(microcontroller unit,MCU)、数字信号处理(digital signal processing,DSP)等数字控制器为核心的控制单元。
采用图1所示的光伏逆变器,在弱光情况下会出现以下问题:
1)光伏逆变器中的控制器40会反复重启。
具体的,在弱光情况下,太阳能电池板能够提供的功率很小。当太阳能电池板与光伏逆变器连接时,根据太阳能电池板的输出特征,会有较高的开路电压加到光伏逆变器的直流母线上。当直流母线的电压达到光伏逆变器中辅助电源10的启动电压时,辅助电源10就会启动。辅助电源10在启动之后可以为光伏逆变器中的控制器40供电,使控制器40开始工作。控制器40工作之后可以吸收功率,从而降低了直流母线上的电压。当直流母线上的电压低于辅助电源10的启动电压时,辅助电源10停止工作,控制器40也相应的停止工作。此时,直流母线上的电压又变为较高的开路电压,从而会重复上述过程,使得控制器40反复重启。
2)第一开关器件60会反复吸合。
具体的,在弱光情况下,太阳能电池板能够提供的功率很小。如前所述,此时会有较高的开路电压加到光伏逆变器的直流母线上。当直流母线的电压达到光伏逆变器中第一开关器件60的工作电压时,第一开关器件60在太阳能电池板能量的触发下闭合。第一开关器件60闭合后也会吸收功率,从而降低了直流母线上的电压。当直流母线上的电压低于第一开关器件60的工作电压时,第一开关器件60因驱动能力不足而断开。此时,直流母线上的电压又变为较高的开路电压,从而会重复上述过程,使得第一开关器件60会反复吸合。
3)MPPT变换器50会反复重启。
具体的,在弱光情况下,太阳能电池板能够提供的功率很小。如前所述,此时会有较高的开路电压加到光伏逆变器的直流母线上。当直流母线的电压达到光伏逆变器中MPPT变换器50的工作电压时,MPPT变换器50启动。MPPT变换器50启动后会吸收功率,从而降低了直流母线上的电压。当太阳能电池板的电能不足以支持MPPT变换器50工作(例如,太阳能电池板的电能不足以支持MPPT变换器50进行功率变换,也就是说,太阳能电池板的功率小于MPPT变换器50空载或轻载的功率)时,MPPT变换器50启动后直流母线上的电压会低于MPPT变换器50的工作电压,从而导致MPPT变换器50停止工作。此时,直流母线上的电压又变为较高的开路电压,从而会重复上述过程,使得MPPT变换器50会反复重启。
另外,MPPT变换器50通过半导体器件进行功率变换。在启动过程中,半导体器件的应力较大,因此,频繁重启MPPT变换器50会降低光伏逆变器的可靠性。
上述3个问题的任一个问题都会影响光伏逆变器的性能。
为了保证光伏逆变器的性能,本申请提供一种光伏逆变器。图2示出了本申请实施例提供的光伏逆变器的一种可能的结构。该光伏逆变器包括:辅助电源10、卸荷电路20、监控电路30、控制器40、MPPT变换器50、第一开关器件60、DC/AC转换器70和辅助电源80。
其中,辅助电源80、MPPT变换器50、辅助电源10和DC/AC转换器70均可连接至直流母线的正负极之间;并且,辅助电源80位于MPPT变换器50的输入端,辅助电源10和DC/AC转换器70位于MPPT变换器50的输出端;第一开关器件60位于MPPT变换器50和辅助电源80之间的直流母线上。其中,该直流母线可为至少一个太阳能电池板的输出母线。
可选的,该光伏逆变器还包括:电容C1。电容C1与其他器件的连接关系可以参考对图1的说明,此处不再赘述。
下面对该光伏逆变器的各组成部分进行说明。
MPPT变换器50、第一开关器件60、DC/AC转换器70和电容C1的具体内容可参考对图1的说明,此处不再赘述。
辅助电源10可用于:当MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线的电压大于或等于第一阈值时,对至少一个太阳能电池板输入到辅助电源10的电压(即辅助电源10的输入电压)进行降压处理后,为DC/AC转换器70的驱动器件(例如,用于驱动DC/AC转换器70工作的半导体器件)和控制器40供电。其中,第一阈值可以为辅助电源10的启动电压。这样,当MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线的电压大于或等于第一阈值时,辅助电源10可以开始工作,为光伏逆变器中的功能单元供电。
辅助电源80可用于:当MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线的电压小于第一阈值时,对至少一个太阳能电池板输入到辅助电源80的电压(即辅助电源80的输入电压)进行降压处理后,为卸荷电路20和控制器40供电。也就是说,当辅助电源10未启动时,辅助电源80可以启动,为卸荷电路20和控制器40供电。例如,辅助电源80通过变压电路对来自至少一个太阳能电池板的电压进行降压处理,从而可使卸荷电路20、监控电路30和控制器40工作在低压环境下。
卸荷电路20可用于控制辅助电源80的输出电压。例如,在控制器40启动之前,卸荷电路20的负载为第一电阻值;这样,卸荷电路20通过第一电阻值的负载吸收来自辅助电源80的输出功率,从而可在控制器40启动前控制辅助电源80的输出电压。
监控电路30可用于监测辅助电源80的输出电压;当辅助电源80的输出电压大于或等于第二阈值时,监控电路30可控制断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。其中,第二阈值可以为控制器40的启动电压。这样,当辅助电源80的输出电压大于或等于第二阈值时,控制器40启动。
控制器40用于控制光伏逆变器的工作状态。例如,控制器40可通过下文的方式一或方式二来控制光伏逆变器的工作状态,此处不再赘述。
通过该光伏逆变器,在控制器40启动前,卸荷电路20可通过第一电阻值的负载吸收辅助电源80的输出功率,控制辅助电源80的输出电压,从而可避免当辅助电源80的输出功率较低时辅助电源80的输出电压达到控制器40的启动电压。辅助电源80的输出功率较低时启动控制器40会造成控制器40的反复重启,因此,通过该光伏逆变器可避免弱光时光伏逆变器中的控制器40反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。并且,在该光伏逆变器中,辅助电源80对来自至少一个太阳能电池板的电压进行降压处理后,为卸荷电路20供电;也就是说,卸荷电路20工作在低压环境中。因此,卸荷电路20中可以采用成本较低、体积较小的器件来吸收功率,并且可以保证卸荷电路20中器件的安全性和可靠性。
可选的,第一开关器件60包括以下至少一项:电磁开关、半导体开关。其中,电磁开关可以为接触器或继电器等。半导体开关可以为三极管、金属氧化物半导体(metal oxidesemiconductor,MOS)管、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductorfield effect transistor,MOSFET)或氮化镓晶体管等。
其中,第一开关器件60可以包括一个或多个开关器件。例如,第一开关器件60中的全部开关器件位于直流母线的正极母线上;或者,第一开关器件60中的全部开关器件位于直流母线的负极母线上;或者,第一开关器件60中的至少一个开关器件位于直流母线的正极母线,第一开关器件60中的至少一个开关器件位于直流母线的负极母线上。
可选的,如图3所示,卸荷电路20可包括:至少一个负载器件201,以及与至少一个负载器件201一一对应连接的至少一个第二开关器件202。这样,第二开关器件202可用于控制与其一一对应连接的负载器件201与辅助电源80之间的导通和断开,从而用于控制卸荷电路20和辅助电源80之间的导通和断开。
监控电路30可与至少一个第二开关器件202连接。当监控电路30需要断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路时,可控制至少一个第二开关器件202进入断开状态。
其中,至少一个负载器件201中的任一负载器件可包括以下至少一项:电阻、风扇、变阻器。至少一个第二开关器件中的任一第二开关器件可为以下至少一项:电磁开关、半导体开关。其中,电磁开关可以为接触器或继电器等。半导体开关可以是三极管、MOS管、MOSFET或氮化镓晶体管等。
例如,至少一个负载器件201可包括具有第一电阻值的电阻1,至少一个第二开关器件202可包括:开关1。其中,电阻1与开关1连接。在控制器40启动之前,开关1导通,辅助电源80可为电阻1供电。
又例如,至少一个负载器件201为可调节电阻值的风扇,至少一个第二开关器件202可包括:开关1。其中,风扇与开关1连接。在控制器40启动之前,开关1导通,风扇的电阻值为第一电阻值;辅助电源80可为风扇供电。
通过该实施例,在控制器40启动之前,卸荷电路20可通过第一电阻值的负载吸收来自辅助电源80的功率。
可选的,如图4所示,监控电路30包括:比较电路301和驱动电路302。
其中,比较电路301可用于比较辅助电源80的输出电压和第二阈值。例如,比较电路301可以为比较器,比较器的基准电压为第二阈值,信号电压为辅助电源80的输出电压,从而可以比较辅助电源80的输出电压和第二阈值。
驱动电路302与比较电路301连接,可用于当辅助电源80的输出电压大于或等于第二阈值时,断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。
比较电路301和驱动电路302的具体示例可参考下文对图5至图6的描述,此处不再赘述。
在一些可能的实现方式中,驱动电路302可与至少一个第二开关器件202连接;通过触发至少一个第二开关器件202进入断开状态,驱动电路302可断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。
例如,至少一个负载器件201可包括具有第一电阻值的电阻1,至少一个第二开关器件202可包括:开关1。其中,电阻1与开关1连接。在控制器40启动之前,开关1导通,辅助电源80可为电阻1供电。当辅助电源80的输出电压大于或等于第二阈值时,驱动电路驱动开关1进入断开状态,从而断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。
又例如,至少一个负载器件201可包括具有风扇,至少一个第二开关器件202可包括:开关1。其中,风扇与开关1连接。在控制器40启动之前,开关1导通,辅助电源80可为具有第一电阻值的风扇供电。当辅助电源80的输出电压大于或等于第二阈值时,驱动电路驱动开关1进入断开状态,从而断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。
可选的,卸荷电路20可以通过以下实现方式之一来控制辅助电源80的输出电压。
实现方式一:在控制器40启动前,卸荷电路20可根据辅助电源80的输出功率来控制辅助电源80的输出电压。
具体的,在控制器40启动前,当辅助电源80的输出功率小于控制器40的工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源80的输出电压小于第二阈值;当辅助电源80的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源80的输出电压大于或等于第二阈值。
在该实现方式中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路20的负载设置为合适的电阻值(即第一电阻值),可以使得辅助电源80的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时,辅助电源80的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当辅助电源80的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时才启动控制器,而当辅助电源80的输出功率低于控制器40的工作功率时,控制器40不会启动;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器40反复重启,避免控制器40中的主控芯片工作异常,芯片中程序出现故障(例如,程序跑飞或被误擦除),进而可以保证光伏逆变器的性能。
可选的,在该实现方式一中,控制器40可通过以下方式之一控制光伏逆变器的工作状态。
方式一:在控制器40启动之前,第一开关器件60处于断开状态。在第一开关器件60导通前,控制器40可用于通过A1-A3的操作控制第一开关器件60的工作状态。
A1:控制器40可将卸荷电路20的负载从第一电阻值调整为第二电阻值,并控制导通卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。这样,卸荷电路20可以通过第二电阻值的负载来吸收功率。
其中,控制器40可通过向卸荷电路20发送控制信号来调整卸荷电路20的负载为第二电阻值,并导通卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。
例如(下面称为示例1),卸荷电路20中的至少一个负载器件201包括具有第二电阻值的电阻2,至少一个第二开关器件202包括:与电阻2串联连接的开关2。当开关2处于导通状态时,辅助电源80可以为电阻2供电。控制器40可向开关2发送高电平控制信号以便控制开关2处于导通状态,从而导通卸荷电路20中的电阻2与辅助电源80之间的通路,使得辅助电源80为电阻2供电。
又例如(下面称为示例2),卸荷电路20中的至少一个负载器件201为可调节电阻值的风扇,至少一个第二开关器件202可包括:与该风扇连接的开关1。当开关1处于导通状态时,辅助电源80可以为风扇供电。控制器40可向开关1发送高电平控制信号以便控制开关1处于导通状态,从而导通卸荷电路20中的风扇与辅助电源80之间的通路。此外,控制器40还可向风扇发送调整电阻值的控制信号,指示将风扇的电阻值调整为第二电阻值。
A2:控制器40监测至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压。
第一开关器件60的输入端有测量电压的装置(例如,电压表1)。控制器40可与电压表1连接,从而可接收电压表1测量到的电压值。这样,控制器40可通过电压表1监测至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压。
A3:当至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压大于或等于第三阈值时,控制器40可控制断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路,并导通第一开关器件60。
其中,第三阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第一工作功率时对应的至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压;第一工作功率为控制器40的工作功率和第一开关器件60的工作功率之和。
对于上述示例1,当电压表1测量到的电压大于或等于第三阈值时,控制器40可向开2发送低电平控制信号,使得开关2进入断开状态,从而断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。控制器40可向第一开关器件60发送高电平控制信号,使得第一开关器件60进入导通状态。
对于上述示例2,当电压表1测量到的电压大于或等于第三阈值时,控制器40可向开1发送低电平控制信号,使得开关1进入断开状态,从而断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。控制器40可向第一开关器件60发送高电平控制信号,使得第一开关器件60进入导通状态。
通过该方式,在第一开关器件60处于导通状态前卸荷电路20可通过第二电阻值的负载吸收辅助电源80的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于控制器40的工作功率与第一开关器件60的工作功率之和时,才使得第一开关器件60进入导通状态。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的第一开关器件60反复吸合,增加第一开关器件60的寿命,保证光伏逆变器的性能。
方式二:
方式二包括方式一的内容,下面仅对增加的部分进行说明。
在第一开关器件60导通后且MPPT变换器50启动前,控制器40可通过执行B1-B3的操作来控制MPPT变换器50的工作状态。
B1:在导通第一开关器件60之后,控制器40可将卸荷电路20的负载从第二电阻值调整为第三电阻值,并控制导通卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。这样,卸荷电路20可以通过第三电阻值的负载来吸收功率。
其中,控制器40可通过向卸荷电路20发送控制信号来调整卸荷电路20的负载为第三电阻值,并导通卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。
例如(下面称为示例3),卸荷电路20中的至少一个负载器件201包括具有第三电阻值的电阻3,至少一个第二开关器件202包括:与电阻3串联连接的开关3。当开关3处于导通状态时,辅助电源80可以为电阻3供电。控制器40向开关3发送高电平控制信号以便控制开关3处于导通状态,从而导通卸荷电路20中的电阻3与辅助电源80之间的通路,使得辅助电源80为电阻3供电。
又例如(下面称为示例4),卸荷电路20中的至少一个负载器件201为可调节电阻值的风扇,至少一个第二开关器件202可包括:与该风扇连接的开关1。当开关1处于导通状态时,辅助电源80可以为风扇供电。控制器40可向开关1发送高电平控制信号以便控制开关1处于导通状态,从而导通卸荷电路20中的风扇与辅助电源80之间的通路。另外,控制器40还可向风扇发送调整电阻值的控制信号,指示将风扇的电阻值调整为第三电阻值。
B2:控制器40监测位于MPPT变换器50输入端的直流母线的电压。
MPPT变换器50的输入端有测量电压的装置(例如,电压表2)。控制器40可与电压表2连接,从而可接收电压表2测量到的电压值。控制器40可通过电压表2监测位于MPPT变换器50输入端的直流母线的电压。
B3:当位于MPPT变换器50输入端的直流母线的电压大于或等于第四阈值时,控制器40控制断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路,并启动MPPT变换器50。
其中,第四阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时对应的MPPT变换器50输入端的直流母线的电压。第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。
对于上述示例3,当电压表2测量到的电压大于或等于第四阈值时,控制器40可向开3发送低电平控制信号,使得开关3进入断开状态,从而断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。控制器40可向MPPT变换器50发送高电平控制信号,从而启动MPPT变换器50。
对于上述示例4,当电压表2测量到的电压大于或等于第四阈值时,控制器40可向开1发送低电平控制信号,使得开关1进入断开状态,从而断开卸荷电路20与辅助电源80之间的通路。控制器40可向MPPT变换器50发送高电平控制信号,从而启动MPPT变换器50。
通过该方式,在MPPT变换器50启动前卸荷电路20可通过第三电阻值的负载吸收辅助电源80的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,才启动MPPT变换器50。其中,第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的MPPT变换器50反复重启,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
实现方式二:在控制器40启动前,卸荷电路20可根据至少一个太阳能电池板的输出功率控制辅助电源80的输出电压。
具体的,在控制器40启动前,当至少一个太阳能电池板的输出功率小于第二工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源80的输出电压小于第二阈值;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源80的输出电压大于或等于第二阈值。其中,第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。
在该实现方式二中,根据电阻、电压和功率的关系,可将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第五电阻值),从而使得至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,辅助电源80的输出电压才大于或等于第二阈值。
另外,在该实现方式二中,控制器40可用于控制导通第一开关器件60,并启动MPPT变换器50。
通过该实现方式,在控制器40启动前卸荷电路20可通过第五电阻值的负载吸收辅助电源80的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,才启动控制器40和MPPT变换器50,控制第一开关器件60处于导通状态。其中,第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器40和MPPT变换器50反复重启,第一开关器件60反复吸合,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
并且,在该实现方式中,可以仅采用具有一个电阻值的负载来控制光伏逆变器中的多个功能单元的工作状态,当太阳能电池板的输出功率满足光伏逆变器多个功能单元的功耗需求时,一次性开启光伏逆变器中的多个功能单元。因此,该方式具有结构简单的优点。
图5至图6示出了监控电路30的两种可能的实施方式,下面结合图5至图6进行说明。
下面参考图5说明实施方式1。
辅助电源80包含:线圈L1、二极管D1和电容C2,其中,线圈L1的两端分别连接至二极管D1的正极和电容C2的一端,二极管D1的负极与电容C2的另一端连接,线圈L1与电容C2之间的连接点接地。其中,线圈L1用于对来自至少一个电阳能电池板的电能进行降压处理。二极管D1与电容C2用于对线圈L1输出的电压进行整流和滤波。
卸荷电路20包括:具有第一电阻值的电阻R1和NPN型三极管Q1。其中,三极管Q1的集电极通过电阻R1连接至辅助电源80的输出端,三极管Q1的发射极接地。三极管Q1的基极连接至监控电路30。应理解,卸荷电路20可以包括多个类似电阻R1和三极管Q1组成的支路,这些支路可以并联。本实施例仅以一个支路为例进行说明,当存在多个支路时,可以采用类似的连接方式和控制方式。
监控电路30包括:比较电路301和驱动电路302。其中,比较电路301包括:基准可调电压源D2、电阻R2和电阻R3。驱动电路302包括光耦元件O1、NPN型三极管Q2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和R8。
其中,基准可调电压源D2的A脚依次通过电阻R3和电阻R2连接至控制器40的供电电压(volt current condenser,VCC),且A脚接地;基准可调电压源D2的C脚连接至光耦元件O1的右侧支路。电阻R2和电阻R3之间的连接点连接至基准可调电压源D2的REF脚,即基准脚。
光耦元件O1右侧支路的一端连接至基准可调电压源D2的C脚,另一端通过电阻R4连接至辅助电源80的输出端。光耦元件O1右侧支路(即发光器所在支路)与电阻R8并联。光耦元件O1左侧支路(即受光器所在支路)的一端通过电阻R5连接至辅助电源80的输出端,另一端通过电阻R6接地。光耦元件O1左侧支路与电阻R6之间的连接点连接至三极管Q2的基极。三极管Q2的集电极通过电阻R7连接至辅助电源80的输出端,三极管Q2的集发射极接地。
其中,VCC由辅助电源80提供,因此,VCC也可以称为辅助电源80的输出电压。
下面说明监控电路30的工作过程。
当控制器40未启动时,三极管Q1默认导通,辅助电源80可以为电阻R1供电。具体的,基准可调电压源D2的基准电压可以设为第二阈值,当VCC小于第二阈值时,基准可调电压源D2的A脚和C脚之间不导通,这样,光耦元件O1右侧的支路不导通,从而使得光耦元件O1左侧的支路断开。光耦元件O1左侧的支路断开时,三极管Q2基极的电平为低电平,三极管Q2截止。三极管Q2截止时,三极管Q1基极的电平为高电平,从而使得三极管Q1导通,辅助电源80可以为电阻R1供电。
当VCC大于或等于第二阈值时,基准可调电压源D2的A脚和C脚之间导通;这样,光耦元件O1右侧的支路导通,从而使得光耦元件O1左侧的支路导通。光耦元件O1左侧支路导通之后,可向三极管Q2的基极发送高电平信号,从而使得三极管Q2导通。三极管Q2导通后,三极管Q2集电极的电平和三极管Q2发射极的电平相同,均为低电平,因此,三极管Q2可向三极管Q1的基极输出低电平信号,使得三极管Q1截止,进而断开卸荷电路20和辅助电源80之间的通路。
在一些可能的实现方式中,也可以通过来自控制器40的控制信号来控制卸荷电路20。如图5所示,控制器40的控制信号输入至NPN型三极管Q3的基极,三极管Q3的集电极连接至三极管Q2的基极,三极管Q3的发射极连接至三极管Q2的发射极。
下面说明控制器40控制卸荷电路20的过程。
当控制器40的控制信号为高电平控制信号时,三极管Q3导通;也就是说,三极管Q3的集电极的电平和三极管Q3的发射极的电平相同,从而使得三极管Q2的基极的电平和三极管Q2的发射极的电平相同,三极管Q2截止。三极管Q2截止时,三极管Q1的基极的电平为高电平,三极管Q1导通。三极管Q1导通时,辅助电源80可以为电阻R1供电。
当控制器40的控制信号为低电平控制信号时,三极管Q3截止;这样,三极管Q3集电极的电平为高电平,三极管Q3发射极的电平为低电平,从而使得三极管Q2基极的电平为高电平,三极管Q2发射极的电平为低电平,三极管Q2导通。三极管Q2导通后,三极管Q2集电极的电平和三极管Q2发射极的电平相同,均为低电平,从而可以向三极管Q1的基极输出低电平信号,使得三极管Q1截止。三极管Q1截止时,卸荷电路20和辅助电源80之间的通路断开。
下面参考图6说明实施方式2。
如图6所示,辅助电源80包含:线圈L1、二极管D1、电容C2。具体内容可以参考图5所示的实施例,此处不再赘述。
卸荷电路20包括:具有第一电阻值的电阻R1、MOS管Q4和电阻R9。其中,MOS管Q4的源极通过电阻R1连接至辅助电源80的输出端,MOS管Q4的漏极接地;或者,MOS管Q4的漏极通过电阻R1连接至辅助电源80的输出端,MOS管Q4的源极接地。MOS管Q4的栅极连接至监控电路30。MOS管Q4的栅极与监控电路30的连接点通过电阻R9接地。应理解,卸荷电路20可以包括多个类似电阻R1、MOS管Q4和电阻R9组成的支路,这些支路可以并联。本实施例仅以一个支路为例进行说明,当存在多个支路时,可以采用类似的连接方式和控制方式。
监控电路30包括:比较电路301和驱动电路302。
其中,比较电路301包括:基准可调电压源D2、电阻R2和电阻R3。比较电路301的具体内容可以参考图5所示的实施例,此处不再赘述。
驱动电路302包括光耦元件O1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q5、电阻R4、电阻R5、电阻R7和电阻8。
光耦元件O1右侧支路(即发光器所在的支路)的一端连接至基准可调电压源D2的C脚,另一端通过电阻R4连接至辅助电源80的输出端。光耦元件O1右侧支路(即受光器所在的支路)与电阻R8并联。光耦元件O1左侧支路的一端通过电阻R5连接至辅助电源80的输出端,另一端接地。光耦元件O1左侧支路与电阻R5的连接点分别连接至三极管Q2的基极和三极管Q5的基极。三极管Q2的集电极通过电阻R7连接至辅助电源80的输出端,三极管Q2的发射极连接至三极管Q5的集电极。三极管Q5的发射极接地。
下面说明监控电路30的工作过程。
当控制器40未启动时,MOS管Q4默认导通,辅助电源80可以为电阻R1供电。具体的,基准可调电压源D2的基准电压可以设为第二阈值,当VCC小于第二阈值时,基准可调电压源D2的A脚和C脚之间不导通,这样,光耦元件O1右侧的支路不导通,从而使得光耦元件O1左侧的支路断开。光耦元件O1左侧的支路断开时,三极管Q5基极的电平和三极管Q2基极的电平均为高电平,因此,三极管Q2导通,三极管Q5截止。三极管Q2导通,且三极管Q5截止时,MOS管Q4基极的电平为高电平;这样,MOS管Q4导通,辅助电源80可以为电阻R1供电。
当VCC大于或等于第二阈值时,基准可调电压源D2的A脚和C脚之间导通。这样,光耦元件O1右侧的支路导通,从而使得光耦元件O1左侧的支路导通。光耦元件O1左侧支路导通之后,三极管Q5基极的电平和三极管Q2基极的电平均为低电平,因此,三极管Q5导通,三极管Q2截止。三极管Q5导通且三极管Q2截止时,MOS管Q4基极的电平为低电平;这样,MOS管Q4截止,从而断开卸荷电路20和辅助电源80之间的通路。
在一些可能的实现方式中,也可以通过来自控制器40的控制信号来控制卸荷电路20。如图6所示,控制器40的控制信号输入至NPN型三极管Q3的基极,三极管Q3的集电极分别连接至三极管Q2的基极和三极管Q5的基极,三极管Q3的发射极接地。
当控制器40的控制信号为低电平控制信号时,三极管Q3截止。三极管Q3截止时,三极管Q5基极的电平和三极管Q2基极的电平均为高电平,因此,三极管Q2导通,三极管Q5截止。三极管Q2导通且三极管Q5截止时,MOS管Q4基极的电平为高电平;这样,MOS管Q4导通,辅助电源80可以为电阻R1供电。
当控制器40的控制信号为高电平控制信号时,三极管Q3导通。三极管Q3导通时,三极管Q5基极的电平和三极管Q2基极的电平均为低电平,因此,三极管Q5导通,三极管Q2截止。三极管Q5导通且三极管Q2截止时,MOS管Q4基极的电平为低电平;这样,MOS管Q4截止,从而断开卸荷电路20和辅助电源80之间的通路。
应理解,在图5或图6所示的电路中,任一三极管可以被替换为其他开关器件,例如,可以被替换为MOS管。任一MOS管也可以被替换为其他开关器件,例如,三极管。其中,三极管的基极可以和MOS管的栅极互相替换,三极管的发射极可以和MOS管的源极和漏极中的一个互相替换,三极管的集电极可以和MOS管的源极和漏极中的另一个互相替换。
本申请实施例还提供了一种光伏逆变器。图7示出了本申请实施例提供的光伏逆变器的一种可能的结构。如图7所示,该光伏逆变器包括:辅助电源10、卸荷电路20、监控电路30、控制器40、MPPT变换器50、第一开关器件60、DC/AC转换器70和辅助电源80。
可选的,该光伏逆变器还包括:电容C1。
其中,各组成部分的连接关系和具体内容可以参考图2-图6所示的实施例,此处不再赘述。下面仅对不同之处进行说明。
辅助电源80的输出端可连接至辅助电源10。其中,辅助电源80的输出端可直接连接至辅助电源10;也可以连接至MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线上。当辅助电源10连接至MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线时,辅助电源80可以为辅助电源10供电。例如,当第一开关器件60处于断开状态时,辅助电源80可以为MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线充电,从而激活辅助电源10,为辅助电源10供电。
在一些可能的实现方式中,辅助电源10可为控制器40供电。例如,当第一开关器件60处于断开状态时,在辅助电源80为辅助电源10供电后,辅助电源10可以为控制器40供电。又例如,当第一开关器件60处于导通状态时,在至少一个太阳能电池板通过直流母线为辅助电源10供电后,辅助电源10可为控制器40供电。
在另一些可能的实现方式中,辅助电源80可以为控制器40供电。例如,辅助电源80的输出端连接至控制器40,这样,当第一开关器件60处于断开状态和/或导通状态时,辅助电源80可以直接为控制器40供电。
本实施例与图2所示的实施例相比,具有如下区别:在本实施例中,辅助电源80可为辅助电源10供电,由辅助电源10为控制器40供电;或者辅助电源80为辅助电源10供电,但仍由辅助电源80为控制器40供电。
该实施例可以实现图2所示实施例的技术效果,此处不再赘述。
为了保证光伏逆变器的性能,本申请实施例还提供了一种光伏逆变器。图8示出了本申请实施例提供的光伏逆变器的一种可能的结构。如图8所示,该光伏逆变器包括:辅助电源10、卸荷电路20、监控电路30、控制器40、MPPT变换器50、第一开关器件60、DC/AC转换器70和辅助电源80。
其中,辅助电源80、MPPT变换器50、辅助电源10和DC/AC转换器70均可连接至直流母线的正负极之间;并且,辅助电源80位于MPPT变换器50的输入端,辅助电源10和DC/AC转换器70位于MPPT变换器50的输出端;第一开关器件60位于MPPT变换器50和辅助电源80之间的直流母线上。其中,该直流母线可为至少一个太阳能电池板的输出母线。
另外,辅助电源80的输出端可连接至辅助电源10。其中,辅助电源80的输出端可直接连接至辅助电源10;也可以连接至MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线上。当辅助电源10连接至MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线上时,辅助电源80也可以为辅助电源10供电。例如,当第一开关器件60处于断开状态时,辅助电源80可以为MPPT变换器50和DC/AC转换器70之间的直流母线充电,从而激活辅助电源10,为辅助电源10供电。
可选的,该光伏逆变器还可包括:电容C1。电容C1与其他器件的连接关系可以参考对图1的说明,此处不再赘述。
下面对该光伏逆变器的各组成部分进行说明。
MPPT变换器50、第一开关器件60、DC/AC转换器70和电容C1的内容可参考对图1的说明,此处不再赘述。
辅助电源80可用于:为辅助电源10提供来自至少一个太阳能电池板的电能。其中,辅助电源80可以对至少一个太阳能电池板输入到辅助电源80的电压进行降压处理后,为辅助电源10供电;也可以不对至少一个太阳能电池板输入到辅助电源80的电压进行降压处理,直接为辅助电源10提供至少一个太阳能电池板的电能。这样,在第一开关器件60导通前,辅助电源10可以得到来自至少一个太阳能电池板的电能。
辅助电源10可用于:对至少一个太阳能电池板输入到辅助电源10的电压进行降压处理后,为卸荷电路20和控制器40供电。其中,在第一开关器件60导通前,至少一个太阳能电池板可以通过辅助电源80为辅助电源10供电;然后,辅助电源10可以对至少一个太阳能电池板输入到辅助电源10的电压进行降压处理。在第一开关器件60导通后,至少一个太阳能电池板可以通过直流母线为辅助电源10供电;然后,辅助电源10可以对至少一个太阳能电池板输入到辅助电源10的电压进行降压处理。
卸荷电路20可用于:控制辅助电源10的输出电压。例如,在控制器40启动之前,卸荷电路20的负载为第一电阻值;这样,卸荷电路20通过第一电阻值的负载吸收来自辅助电源10的输出功率,从而可在控制器40启动前控制辅助电源10的输出电压。
监控电路30可用于:监测辅助电源10的输出电压;当辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路20与辅助电源10之间的通路。其中,第二阈值可以为控制器40的启动电压。这样,当辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值时,控制器40启动。
控制器40可用于:控制光伏逆变器的工作状态。例如,控制器40可通过下文的方式1或方式2来控制光伏逆变器的工作状态,此处不再赘述。
本实施例与图2所示的实施例相比,具有如下区别:图2所示的实施例中,辅助电源80为卸荷电路20供电;在本实施例中,辅助电源10为卸荷电路20供电。
通过本实施例的光伏逆变器,在控制器40启动前卸荷电路20与辅助电源10连接,从而可吸收辅助电源10的输出功率,控制辅助电源10的输出电压;进而避免当辅助电源10的输出功率较低时辅助电源10的输出电压达到控制器40的启动电压。辅助电源10的输出功率较低时启动控制器40会造成控制器40的反复重启,因此,通过该光伏逆变器可避免弱光时光伏逆变器中的控制器40反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该光伏逆变器中,辅助电源10对来自至少一个太阳能电池板的电压进行降压处理后,为卸荷电路20供电;也就是说,卸荷电路20工作在低压环境中。因此,卸荷电路20中可以采用成本较低、体积较小的器件来吸收功率,从而可以保证卸荷电路20中器件的安全性和可靠性。
可选的,在图8所示的光伏逆变器中,第一开关器件60、卸荷电路20和监控电路30的组成部分可以参考图2-图6所示的光伏逆变器,图5或图6中的辅助电源80可以被替换为辅助电源10。
可选的,卸荷电路20可以通过以下实现方式之一来控制辅助电源10的输出电压。
实现方式1:在控制器40启动前,卸荷电路20可用于根据辅助电源10的输出功率来控制辅助电源10的输出电压。
具体的,在控制器40启动前,当辅助电源10的输出功率小于控制器40的工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源10的输出电压小于第二阈值;当辅助电源10的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值。
在该设计中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路20的负载设置为合适的电阻值(即第一电阻值),可以使得辅助电源10的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时,辅助电源10的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当辅助电源10的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时才启动控制器40,而当辅助电源10的输出功率低于控制器40的工作功率时,控制器40不会启动;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器40反复重启,避免控制器40中的主控芯片工作异常,芯片中程序出现故障(例如,程序跑飞或被误擦除),进而可以保证光伏逆变器的性能。
在该实现方式1中,控制器40可通过以下方式之一控制光伏逆变器的工作状态。
方式1:在控制器40启动之前,第一开关器件60处于断开状态。在第一开关器件60导通前,控制器40可用于通过C1-C3的操作来控制第一开关器件60的工作状态。
C1:控制器40可将卸荷电路20的负载从第一电阻值调整为第二电阻值,并控制导通卸荷电路20与辅助电源10之间的通路。这样,卸荷电路20可以通过第二电阻值的负载来吸收功率。
C2:控制器40监测至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压。
C3:当至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压大于或等于第三阈值时,控制器40可控制断开卸荷电路20与辅助电源10之间的通路,并导通第一开关器件60。
其中,第三阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第一工作功率时对应的至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压;第一工作功率为控制器40的工作功率和第一开关器件60的工作功率之和。
C1-C3的内容可以参考A1-A3,具体实现时可将A1-A3中的辅助电源80替换为辅助电源10,此处不再赘述。
通过该方式,在第一开关器件60处于导通状态前卸荷电路20可通过第二电阻值的负载吸收辅助电源10的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于控制器40的工作功率与第一开关器件60的工作功率之和时,才使得第一开关器件60进入导通状态。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的第一开关器件60反复吸合,增加第一开关器件60的寿命,保证光伏逆变器的性能。
方式2:
方式2包括方式1的内容,下面仅对增加的部分进行说明。
在第一开关器件60导通后且MPPT变换器50启动前,控制器40可通过执行D1-D3的操作来控制MPPT变换器50的工作状态。
D1:在导通第一开关器件60之后,控制器40可将卸荷电路20的负载从第二电阻值调整为第三电阻值,并控制导通卸荷电路20与辅助电源10之间的通路。这样,卸荷电路20可以通过第三电阻值的负载来吸收功率。
D2:控制器40监测位于MPPT变换器50输入端的直流母线的电压。
D3:当位于MPPT变换器50输入端的直流母线的电压大于或等于第四阈值时,控制器40控制断开卸荷电路20与辅助电源10之间的通路,并启动MPPT变换器50。
其中,第四阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时对应的MPPT变换器50输入端的直流母线的电压。第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。
D1-D3的内容可以参考B1-B3,具体实现时可将B1-B3中的辅助电源80替换为辅助电源10,此处不再赘述。
通过该方式,在MPPT变换器50启动前卸荷电路20可通过第三电阻值的负载吸收辅助电源10的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,才启动MPPT变换器50。其中,第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的MPPT变换器50反复重启,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
实现方式2:在控制器40启动前,卸荷电路20可根据至少一个太阳能电池板的输出功率控制辅助电源10的输出电压。
具体的,在控制器40启动前,当至少一个太阳能电池板的输出功率小于第二工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源10的输出电压小于第二阈值;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值。其中,第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。
在该实现方式2中,根据电阻、电压和功率的关系,可将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第五电阻值),从而使得至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,辅助电源10的输出电压才大于或等于第二阈值。
另外,在该实现方式2中,控制器40可用于控制导通第一开关器件60,并启动MPPT变换器50。
通过该实现方式,在控制器40启动前卸荷电路20可通过第五电阻值的负载吸收辅助电源10的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,才启动控制器40和MPPT变换器50,控制第一开关器件60处于导通状态。其中,第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器40和MPPT变换器50反复重启,第一开关器件60反复吸合,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
并且,在该实现方式中,可以仅采用具有一个电阻值的负载来控制光伏逆变器中的多个功能单元的工作状态,当太阳能电池板的输出功率满足光伏逆变器多个功能单元的功耗需求时,一次性开启光伏逆变器中的多个功能单元。因此,该方式具有结构简单的优点。
为了保证光伏逆变器的性能,本申请实施例还提供了一种光伏逆变器。图9示出了本申请实施例提供的光伏逆变器的一种可能的结构。如图9所示,该光伏逆变器包括:辅助电源10、卸荷电路20、监控电路30、控制器40、MPPT变换器50和DC/AC转换器70。
其中,MPPT变换器50、辅助电源10和DC/AC转换器70均可连接至直流母线的正负极之间;并且,辅助电源10和DC/AC转换器70位于MPPT变换器50的输出端。其中,该直流母线可为至少一个太阳能电池板的输出母线。
可选的,该光伏逆变器还可包括:电容C1。电容C1与其他器件的连接关系可以参考对图1的说明,此处不再赘述。
下面对该光伏逆变器的各组成部分进行说明。
MPPT变换器50和DC/AC转换器70的内容可参考对图1的说明,此处不再赘述。
辅助电源10可用于:对至少一个太阳能电池板输入到辅助电源10的电压进行降压处理后,为卸荷电路20和控制器40供电。
卸荷电路20可用于:控制辅助电源10的输出电压。例如,在控制器40启动之前,卸荷电路20的负载为第一电阻值;这样,卸荷电路20通过第一电阻值的负载吸收来自辅助电源10的输出功率,从而可在控制器40启动前控制辅助电源10的输出电压。
监控电路30可用于:监测辅助电源10的输出电压;当辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值时,控制断开卸荷电路20与辅助电源10之间的通路。其中,第二阈值可以为控制器40的启动电压。这样,当辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值时,控制器40启动。
控制器40可用于:控制光伏逆变器的工作状态。例如,控制器40可通过下文的方式A来控制光伏逆变器的工作状态,此处不再赘述。
本实施例与图2所示的实施例相比,具有如下区别:图2所示的实施例中,光伏逆变器还包括辅助电源80和第一开关器件60(即太阳能电池板侧开关);在本实施例中,光伏逆变器可以不包括辅助电源80和第一开关器件60,辅助电源10为卸荷电路20供电。
通过本实施例提供的光伏逆变器,在控制器40启动前卸荷电路20与辅助电源10连接,从而可吸收辅助电源10的输出功率,控制辅助电源10的输出电压,进而避免当辅助电源10的输出功率较低时辅助电源10的输出电压达到控制器40的启动电压。辅助电源10的输出功率较低时启动控制器40会造成控制器40的反复重启,因此,通过该光伏逆变器可避免弱光时光伏逆变器中的控制器40反复重启,进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在该光伏逆变器中,辅助电源10对来自至少一个太阳能电池板的电压进行降压处理后,为卸荷电路20供电;也就是说,卸荷电路20工作在低压环境中。因此,卸荷电路20中可以采用成本较低、体积较小的器件来吸收功率,从而可以保证卸荷电路20中器件的安全性和可靠性。
可选的,在图9所示的光伏逆变器中,卸荷电路20和监控电路30的组成部分可以参考图2-图6所示的光伏逆变器,图5或图6中的辅助电源80可以被替换为辅助电源10。
可选的,卸荷电路20可以通过以下实现方式之一来控制辅助电源10的输出电压。
实现方式A:在控制器40启动前,卸荷电路20可用于根据辅助电源10的输出功率来控制辅助电源10的输出电压。
具体的,在控制器40启动前,当辅助电源10的输出功率小于控制器40的工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源10的输出电压小于第二阈值;当辅助电源10的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值。
在该设计中,根据电阻、电压和功率的关系,通过将卸荷电路20的负载设置为合适的电阻值(即第一电阻值),可以使得辅助电源10的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时,辅助电源10的输出电压才大于或等于第二阈值。这样,当辅助电源10的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时才启动控制器40,而当辅助电源10的输出功率低于控制器40的工作功率时,控制器40不会启动;从而可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器40反复重启,避免控制器40中的主控芯片工作异常,芯片中程序出现故障(例如,程序跑飞或被误擦除),进而可以保证光伏逆变器的性能。
在该实现方式A中,控制器40可通过以下方式控制MPPT变换器50的工作状态。
方式A:
在MPPT变换器50启动前,控制器40可通过执行E1-E3的操作来控制MPPT变换器50的工作状态。
E1:控制器40可将卸荷电路20的负载从第一电阻值调整为第四电阻值,并控制导通卸荷电路20与辅助电源10之间的通路。这样,卸荷电路20可以通过第四电阻值的负载来吸收功率。
E2:控制器40监测位于MPPT变换器50输入端的直流母线的电压。
E3:当位于MPPT变换器50输入端的直流母线的电压大于或等于第五阈值时,控制器40控制断开卸荷电路20与辅助电源10之间的通路,并启动MPPT变换器50。
其中,第五阈值为至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时对应的MPPT变换器50输入端的直流母线的电压。第三工作功率为控制器40的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。
E1-E3的内容可以参考B1-B3,具体实现时可将B1-B3中的辅助电源80替换为辅助电源10,第四阈值替换为第五阈值,此处不再赘述。
通过该方式,在MPPT变换器50启动前卸荷电路20可通过第四电阻值的负载吸收辅助电源10的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时,才启动MPPT变换器50。其中,第三工作功率为控制器40的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的MPPT变换器50反复重启,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
实现方式B:在控制器40启动前,卸荷电路20可根据至少一个太阳能电池板的输出功率控制辅助电源10的输出电压。
具体的,在控制器40启动前,当至少一个太阳能电池板的输出功率小于第三工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源10的输出电压小于第二阈值;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时,卸荷电路20可控制辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值。其中,第三工作功率为控制器40的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。
在该实现方式B中,根据电阻、电压和功率的关系,可将卸荷电路的负载设置为合适的电阻值(即第六电阻值),从而使得至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时,辅助电源10的输出电压才大于或等于第二阈值。
另外,在该实现方式B中,控制器40可用于启动MPPT变换器50。
通过该实现方式,在控制器40启动前卸荷电路20可通过第六电阻值的负载吸收辅助电源10的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时,才启动控制器40和MPPT变换器50。其中,第三工作功率为控制器40的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器40和MPPT变换器50反复重启,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
并且,在该实现方式中,可以仅采用具有一个电阻值的负载来控制光伏逆变器中的多个功能单元的工作状态,当太阳能电池板的输出功率满足光伏逆变器多个功能单元的功耗需求时,一次性开启光伏逆变器中的多个功能单元。因此,该方式具有结构简单的优点。
本申请实施例还提供了一种控制光伏逆变器的方法,该方法可以应用于上述任一光伏逆变器中。
本实施例可应用于以下场景至少一项:
1、至少一个太阳能电池板与光伏逆变器初始连接;
2、至少一个太阳能电池板来电;即至少一个太阳能电池板开始向光伏逆变器供电;
3、光伏充电功能开启;
4、太阳能充电系统开机或光伏逆变器开机。
下面以辅助电源10为卸荷电路20供电为例进行说明。如图10所示,该方法包括:
S1001:辅助电源10启动,为卸荷电路20、监控电路30和控制器40供电。
在控制器40启动前,卸荷电路20的负载默认为第一电阻值。例如,卸荷电路20中与第一电阻值的负载器件连接的开关默认闭合。
S1002:监控电路30判断辅助电源10的输出电压是否大于或等于第二阈值。如果是,则执行S1003,否则,继续监控辅助电源10的输出电压,执行S1002。
其中,当辅助电源10的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时(也就是说,卸荷电路20的功率大于或等于控制器40的工作功率时),辅助电源10的输出电压大于或等于第二阈值。
S1003:监控电路30控制断开卸荷电路20(即第一电阻值的负载器件)与辅助电源10之间的通路。
S1004:控制器40启动。
S1005:控制器40控制卸荷电路20的负载为第二电阻值,并控制导通第二电阻值的负载器件与辅助电源10之间的通路。
S1006:控制器40判断是否可以闭合第一开关器件60(即是否使第一开关器件60处于导通状态)。如果是,则执行S1007,否则,继续执行S1006。
为了建立至少一个太阳能电池板到直流母线的通路,需要闭合第一开关器件60。控制器40可通过以下方式判断是否可以闭合第一开关器件60。
当至少一个太阳能电池板输入到光伏逆变器的输入电压大于或等于第三阈值时,控制器40确定可闭合第一开关器件60。其中,第三阈值的具体内容可参考图2-图9所示的实施例,此处不再赘述。
另外,当第二电阻值的负载的功率大于第一开关器件60闭合后的功耗时,至少一个太阳能电池板具备与第一开关器件60相应的带载能力,此时,控制器40也确定可闭合第一开关器件60。
S1007:控制器40控制导通第一开关器件60,并断开第二电阻值的负载器件与辅助电源10之间的通路。
S1008:控制器40控制卸荷电路20的负载为第三电阻值,并导通第三电阻值的负载器件与辅助电源10之间的通路。
S1009:控制器40判断是否可以启动MPPT变换器50。如果是,则执行S1010,否则,继续执行S1009。
当位于MPPT变换器50输入端的直流母线的电压大于或等于第四阈值时,控制器40确定可启动MPPT变换器50。其中,第四阈值的具体内容可参考图2-图9所示的实施例。
另外,当具有第三电阻值的负载的功率大于MPPT变换器50的工作功率(例如,MPPT变换器50空载或最小负载的功耗)时,至少一个太阳能电池板具备了与MPPT变换器50相应的带载能力。此时,控制器40确定可启动MPPT变换器50。
S1010:控制器40启动MPPT变换器50,并控制断开第三电阻值的负载器件与辅助电源10之间的通路。
该方法各步骤的具体内容可参考装置实施例,此处不再赘述。
通过该方法,在控制器40启动前卸荷电路20可通过第一电阻值的负载吸收辅助电源10的输出功率;当辅助电源10的输出功率大于或等于控制器40的工作功率时辅助电源10的输出电压才达到控制器40的启动电压,从而启动控制器40,而当辅助电源10的输出功率低于控制器40的工作功率时,控制器40不会启动。这样可以避免弱光时光伏逆变器中的控制器40反复重启,从而可以避免控制器40中的主控芯片工作异常,芯片中程序出现故障(例如,程序跑飞或被误擦除),进而可以保证光伏逆变器的性能。
并且,在第一开关器件60处于导通状态前卸荷电路20可通过第二电阻值的负载吸收辅助电源10的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于控制器40的工作功率与第一开关器件60的工作功率之和时,才使得第一开关器件60进入导通状态。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的第一开关器件60反复吸合,增加第一开关器件60的寿命,保证光伏逆变器的性能。
另外,在MPPT变换器50启动前卸荷电路20可通过第三电阻值的负载吸收辅助电源10的输出功率;当至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时,才启动MPPT变换器50。其中,第二工作功率为控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。这样,可以避免弱光时光伏逆变器中的MPPT变换器50反复重启,从而可以保证光伏逆变器的性能,增强系统可靠性。
此外,不同的功能单元所需要的能量不同,例如,控制器40的工作功率、第一开关器件60的工作功率、MPPT变换器50的工作功率都不同。在该方法中,卸荷电路20中的可控负载可对不同的功能单元进行分级控制,针对不同的需求采用电阻值不同的负载或负载组合。例如,第一电阻值的负载与控制器40对应,第二电阻值的负载与第一开关器件60对应,第三电阻值的负载与MPPT变换器50对应。通过不同电阻值的负载度量出太阳能电池板的带载能力,当太阳能电池板的带载能力满足需求时,启动相应的功能单元,从而避免功能单元反复重启影响光伏逆变器的性能。
应理解,当光伏逆变器中不包含第一开关器件60时,该方法可以不包含S1005至S1007;在S1009中,第二工作功率为控制器40的工作功率和MPPT变换器50的工作功率之和。当卸荷电路20包含风扇等能够调整电阻值的器件时,该方法可以不包含S1003;在S1007中,控制器40可以不断开卸荷电路20与辅助电源10之间的通路,即不断开第二电阻值的负载与辅助电源10之间的通路。
本实施例可适用于图8或图9所示的光伏逆变器。应理解,当本实施例中的辅助电源10被替换为辅助电源80时,本实施例可以适用于图2-图7中任一个附图所示的光伏逆变器。
本申请实施例还提供了一种太阳能发电系统。该太阳能系统包括:至少一个太阳能电池板和上述任一光伏逆变器。其中,至少一个太阳能电池板与光伏逆变器连接,用于为光伏逆变器供电。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (20)
1.一种光伏逆变器,其特征在于,包括:第一辅助电源、第二辅助电源、卸荷电路、监控电路、控制器、第一开关器件、最大功率点跟踪MPPT变换器和直流/交流DC/AC转换器;
所述第二辅助电源、所述MPPT变换器、所述第一辅助电源和所述DC/AC转换器均连接至直流母线的正负极之间,所述第二辅助电源位于所述MPPT变换器的输入端,所述第一辅助电源和所述DC/AC转换器位于所述MPPT变换器的输出端,所述第一开关器件位于所述MPPT变换器和所述第二辅助电源之间的直流母线上;其中,所述直流母线为所述至少一个太阳能电池板的输出母线;
所述第一辅助电源用于:当所述MPPT变换器和所述DC/AC转换器之间的直流母线的电压大于或等于第一阈值时,对所述至少一个太阳能电池板输入到所述第一辅助电源的电压进行降压处理后,为所述DC/AC转换器的驱动器件和所述控制器供电;
所述第二辅助电源用于:当所述MPPT变换器和所述DC/AC转换器之间的直流母线的电压小于所述第一阈值时,对所述至少一个太阳能电池板输入到所述第二辅助电源的电压进行降压处理后,为所述卸荷电路和所述控制器供电;
所述卸荷电路用于:控制所述第二辅助电源的输出电压;
所述监控电路用于:监测所述第二辅助电源的输出电压;当所述第二辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第二辅助电源之间的通路;
所述控制器用于:控制所述光伏逆变器的工作状态。
2.根据权利要求1所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述卸荷电路用于:在所述控制器启动前,当所述第二辅助电源的输出功率小于所述控制器的工作功率时,控制所述第二辅助电源的输出电压小于所述第二阈值;当所述第二辅助电源的输出功率大于或等于所述控制器的工作功率时,控制所述第二辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值。
3.根据权利要求2所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述控制器用于:在所述第一开关器件导通前,将所述卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第二电阻值,并控制导通所述卸荷电路与所述第二辅助电源之间的通路;监测所述至少一个太阳能电池板输入到所述光伏逆变器的输入电压;当所述至少一个太阳能电池板输入到所述光伏逆变器的输入电压大于或等于第三阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第二辅助电源之间的通路,导通所述第一开关器件;
其中,所述第三阈值为所述至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第一工作功率时对应的所述至少一个太阳能电池板输入到所述光伏逆变器的输入电压;所述第一工作功率为所述控制器的工作功率和所述第一开关器件的工作功率之和。
4.根据权利要求3所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述控制器还用于:在所述第一开关器件导通后且所述MPPT变换器启动前,将所述卸荷电路的负载从所述第二电阻值调整为第三电阻值,并控制导通所述卸荷电路与所述第二辅助电源之间的通路;监测位于所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压;当位于所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压大于或等于第四阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第二辅助电源之间的通路,启动所述MPPT变换器;
其中,所述第四阈值为所述至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时对应的所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压,其中,所述第二工作功率为所述控制器的工作功率、所述第一开关器件的工作功率和所述MPPT变换器的工作功率之和。
5.根据权利要求1所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述卸荷电路用于:在所述控制器启动前,当所述至少一个太阳能电池板的输出功率小于第二工作功率时,控制所述第二辅助电源的输出电压小于所述第二阈值;当所述至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于所述第二工作功率时,控制所述第二辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值;其中,所述第二工作功率为所述控制器的工作功率、所述第一开关器件的工作功率和所述MPPT变换器的工作功率之和;
所述控制器用于:控制导通所述第一开关器件,启动所述MPPT变换器。
6.根据权利要求1至5任一项所述的光伏逆变器,其特征在于,所述第一开关器件包括以下至少一项:电磁开关、半导体开关。
7.根据权利要求1至6任一项所述的光伏逆变器,其特征在于,所述卸荷电路包括:至少一个负载器件,以及与所述至少一个负载器件一一对应连接的至少一个第二开关器件。
8.根据权利要求7所述的光伏逆变器,其特征在于,所述至少一个负载中的任一负载器件包括以下至少一项:电阻、风扇、变阻器。
9.根据权利要求7或8所述的光伏逆变器,其特征在于,所述至少一个第二开关器件中的任一第二开关器件为以下至少一项:电磁开关、半导体开关。
10.根据权利要求1至9任一项所述的光伏逆变器,其特征在于,所述监控电路包括:
比较电路,用于比较所述第二辅助电源的输出电压和所述第二阈值;
驱动电路,与所述比较电路相连接,用于当所述第二辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第二辅助电源之间的通路。
11.一种光伏逆变器,其特征在于,包括:第一辅助电源、第二辅助电源、卸荷电路、监控电路、控制器、第一开关器件、最大功率点跟踪MPPT变换器和直流/交流DC/AC转换器;
所述第二辅助电源、所述MPPT变换器、所述第一辅助电源和所述DC/AC转换器均连接至直流母线的正负极之间,所述第二辅助电源位于所述MPPT变换器的输入端,所述第一辅助电源和所述DC/AC转换器位于所述MPPT变换器的输出端,所述第一开关器件位于所述MPPT变换器和所述第二辅助电源之间的直流母线上,所述第二辅助电源的输出端连接至所述第一辅助电源;其中,所述直流母线为所述至少一个太阳能电池板的输出母线;
所述第二辅助电源用于:为所述第一辅助电源提供来自所述至少一个太阳能电池板的电能;
所述第一辅助电源用于:对所述至少一个太阳能电池板输入到所述第一辅助电源的电压进行降压处理后,为所述卸荷电路和所述控制器供电;
所述卸荷电路用于:控制第一辅助电源的输出电压;
所述监控电路用于:监测所述第一辅助电源的输出电压;当所述第一辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第一辅助电源之间的通路;
所述控制器用于:控制所述光伏逆变器的工作状态。
12.根据权利要求11所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述卸荷电路用于:在所述控制器启动前,当所述第一辅助电源的输出功率小于所述控制器的工作功率时,控制所述第一辅助电源的输出电压小于所述第二阈值;当所述第一辅助电源的输出功率大于或等于所述控制器的工作功率时,控制所述第一辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值。
13.根据权利要求12所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述控制器用于:在所述第一开关器件导通前,将所述卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第二电阻值,并控制导通所述卸荷电路与所述第一辅助电源之间的通路;监测所述至少一个太阳能电池板输入到所述光伏逆变器的输入电压;当所述至少一个太阳能电池板输入到所述光伏逆变器的输入电压大于或等于第三阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第一辅助电源之间的通路,导通所述第一开关器件;
其中,所述第三阈值为所述至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第一工作功率时对应的所述至少一个太阳能电池板输入到所述光伏逆变器的输入电压;所述第一工作功率为所述控制器的工作功率和所述第一开关器件的工作功率之和。
14.根据权利要求13所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述控制器还用于:在所述第一开关器件导通后且所述MPPT变换器启动前,将所述卸荷电路的负载从所述第二电阻值调整为第三电阻值,并控制导通所述卸荷电路与所述第一辅助电源之间的通路;监测位于所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压;当位于所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压大于或等于第四阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第一辅助电源之间的通路,启动所述MPPT变换器;
其中,所述第四阈值为所述至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第二工作功率时对应的所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压,其中,所述第二工作功率为所述控制器的工作功率、所述第一开关器件的工作功率和所述MPPT变换器的工作功率之和。
15.根据权利要求11所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述卸荷电路用于:在所述控制器启动前,当所述至少一个太阳能电池板的输出功率小于第二工作功率时,控制所述第一辅助电源的输出电压小于第二阈值;当所述至少一个太阳能电池板的大于或等于所述第二工作功率时,控制所述第一辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值;所述第二工作功率为所述控制器的工作功率、所述第一开关器件的工作功率和所述MPPT变换器的工作功率之和;
所述控制器用于:控制导通所述第一开关器件,启动所述MPPT变换器。
16.一种光伏逆变器,其特征在于,包括:第一辅助电源、卸荷电路、监控电路、控制器、最大功率点跟踪MPPT变换器和直流/交流DC/AC转换器;
所述MPPT变换器、所述第一辅助电源和所述DC/AC转换器均连接至直流母线的正负极之间,所述第一辅助电源和所述DC/AC转换器位于所述MPPT变换器的输出端;其中,所述直流母线为所述至少一个太阳能电池板的输出母线;
所述第一辅助电源用于:对所述至少一个太阳能电池板输入到所述第一辅助电源的电压进行降压处理后,为所述卸荷电路和所述控制器供电;
所述卸荷电路用于:控制所述第一辅助电源的输出电压;
所述监控电路用于:监测所述第一辅助电源的输出电压;当所述第一辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第一辅助电源之间的通路;
所述控制器用于:控制所述光伏逆变器的工作状态。
17.根据权利要求16所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述卸荷电路用于:在所述控制器启动前,当所述第一辅助电源的输出功率小于所述控制器的工作功率时,控制所述第一辅助电源的输出电压小于所述第二阈值;当所述第一辅助电源的输出功率大于或等于所述控制器的工作功率时,控制所述第一辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值。
18.根据权利要求17所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述控制器用于:在所述MPPT变换器启动前,将所述卸荷电路的负载从第一电阻值调整为第四电阻值,并控制导通所述卸荷电路与所述第一辅助电源之间的通路;监测位于所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压;当位于所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压大于或等于第五阈值时,控制断开所述卸荷电路与所述第一辅助电源之间的通路,启动所述MPPT变换器;
其中,所述第五阈值为所述至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于第三工作功率时对应的位于所述MPPT变换器输入端的所述直流母线的电压;所述第三工作功率为所述控制器的工作功率和所述MPPT变换器的工作功率之和。
19.根据权利要求16所述的光伏逆变器,其特征在于,
所述卸荷电路用于:在所述控制器启动前,当所述至少一个太阳能电池板的输出功率小于第三工作功率时,控制所述第一辅助电源的输出电压小于所述第二阈值;当所述至少一个太阳能电池板的输出功率大于或等于所述第三工作功率时,控制所述第一辅助电源的输出电压大于或等于所述第二阈值;所述第三工作功率为所述控制器的工作功率和所述MPPT变换器的工作功率之和;
所述控制器用于:启动所述MPPT变换器。
20.一种太阳能发电系统,其特征在于,包括:至少一个太阳能电池板和如权利要求1至19任一项所述的光伏逆变器;
所述至少一个太阳能电池板与所述光伏逆变器连接,用于为所述光伏逆变器供电。
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