CN115085513A - 复合型光伏逆变器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复合型光伏逆变器,包括DC‑DC升压变换模块和DC‑AC逆变模块以及三端口电路,三端口电路包括第一端口、第二端口与第三端口,第一端口用于与光伏阵列中的第一光伏组件串组连接,第二端口为所述DC‑DC升压变换模块的输入端口,用于与光伏阵列的第二光伏组件串组连接,第三端口为所述DC‑AC逆变模块的输入端口;复合型光伏逆变器还设有第二控制模块;在DC‑DC升压变换模块上并联一个旁路二极管或继电器;第二控制模块DC‑DC子控制模块的控制模式包括升压补偿模式与旁路模式两种工作模式。本发明能够使光伏阵列在复杂的分布式光伏电站场景下整体效率最大化,不但降低成本同时解决了组件级与组串级的失配问题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域,特别是涉及一种复合型光伏逆变器及其控制方法。
背景技术
光伏逆变器是将太阳能板产生的直流电(DC)转换为交流电(AC)的器件,其中MPPT是逆变器最重要功能。光伏电站工作过程中浮云、树荫、灰尘等均会影响输出功率,MPPT此时可发挥作用找出最大功率点。逆变器形式多样,目前市场以集中式逆变器和组串式逆变器为主,其中集中式逆变器具有成本较低,转换效率高的优势,适用于各类无遮挡失配比较小的光伏电站。
光伏功率优化器的引入可以使每个组件可以单独实现MPPT。其中Buck型功率优化器具有结构简单、成本低、转换效率高的优势,能够解决光伏电站中由于组件本身、污秽不均、阴影不均等原因引起组件级别的失配问题,很好的弥补集中式逆变器的MPPT路数少的缺陷。然而Buck型功率优化器为降压型功率优化器,其缺点是不能升压,发生失配的光伏组件为了维持优化器输出电流与组串的电流一致,将降低其输出电压。若是多路串并联的Buck型功率优化器结构接入集中式光伏逆变器的光伏系统,只有其中个别光伏组件发生组件本身、污秽不均、阴影不均等原因引起组件级别的失配问题,引起的问题不大,多路串并联的Buck型功率优化器系统可以通过协同调节集中式光伏逆变器的母线电压,维持系统在一个较高的效率运行;然而分布式光伏项目的建设地条件一般相对于大型地面光伏电站要复杂一些,需要考虑的可能产生遮挡的物体会更多一些,除了一些屋顶上自身的楼梯间、女儿墙等之外,还有屋顶的通风、机电设施会对光伏发电造成影响。当多路串并联的Buck型功率优化器系统其中某个串发生较大面积的遮挡,会引起并联组串间的失配,组串级失配是指发生在并联的组串之间,由于组件级失配导致各组串的输出特性不一致的情况,其中发生较大面积的遮挡的组串Buck型功率优化器为了维持组串的输出电流的一致,连接在发生遮挡的光伏组件的功率优化器将进行降压升流,这样该组串的输出电压将与其他组串之间出现较大的电压失配,该组串会拉低整个并联的多路组串的共同输出电压,使其他为未发生大面积遮挡的组串的Buck型功率优化器的电压转换比(占空比)远离1,使光伏系统的整体效率降低。
组串式光伏逆变器以两级式并网逆变器形式为主,前级升压电路和后级逆变电路,前级采用模块化设计,每个或数个光伏组件串对应一个MPPT升压模块,因而具有组串级的最大功率跟踪功能,后级逆变电路,把直流逆变成交流并网,其优点是不受组串间模块差异,和阴影遮挡的影响,然而相对于集中式光伏逆变器成本较高,转换效率偏低。
组串式两级光伏并网逆变器分为前级升压电路和后级逆变电路,中间一般用较大的电解电容作为母线电容将两级连接起来,同时起到了能量缓冲和解耦前级升压电路对后级逆变控制影响的作用。当光伏电池低电压输出时,前级升压电路使得母线电容上电压升高从而达到后级逆变并网的最低电压要求。当光伏电池高电压输出时,前级升压电路停止工作,电流直接通过升压电感和二极管到母线上,这样前级电路的损耗有二极管导通损耗和电感电阻损耗因此未发生大面积遮挡的光伏组件串也安装前级升压电路不但会增加系统的成本亦会降低系统的效率。
然而前述的常规的两级式光伏并网逆变器的控制方法,无法解决当前复合型光伏逆变器应用中存在的问题,接入复合型光伏逆变器的DC-DC升压变换电路的光伏组件串在较大面积遮挡消失后,此时原因的组串级的电压失配问题解决后,若是DC-DC升压补偿变换电路仍然继续工作的话,电流不但是需要流过DC-DC升压补偿变换电路的升压电感与二极管才到DC-AC的母线上,这样电路的损耗就有二极管的导通损耗与电感电站损耗,同时该路组串上的光伏功率优化器可能以较低的占空比工作,这样不但会降低复合型光伏逆变器效率还会使系统整体效率的降低。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的问题,提供了种复合型光伏逆变器与控制方法,使应用在Buck型功率优化器的光伏系统中的光伏逆变器,能够使光伏阵列在复杂的分布式光伏电站场景下整体效率最大化,不但降低成本同时解决了组件级与组串级的失配问题。
为了实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
复合型光伏逆变器,其特征在于:所述复合型光伏逆变器包括DC-DC升压变换模块和DC-AC逆变模块以及三端口电路,三端口电路包括第一端口、第二端口与第三端口,所述第一端口用于与光伏阵列中的第一光伏组件串组连接,所述第二端口为所述DC-DC升压变换模块的输入端口,用于与光伏阵列的第二光伏组件串组连接,所述第三端口为所述DC-AC逆变模块的输入端口,第一光伏组件串组的输出端、所述DC-DC升压变换模块的输出端和所述DC-AC逆变模块的输入端通过直流母线连接,所述DC-AC逆变模块的输出端口与交流电网相连;所述复合型光伏逆变器还设有第二控制模块,所述第二控制模块包括DC-AC子控制模块与DC-DC子控制模块、采集单元、处理单元、数据存储单元、通讯单元;在DC-DC升压变换模块上并联一个旁路二极管或继电器,旁路二极管或继电器正接在所述第二光伏组件串的正极输入端,负极接在直流母线电容的正极端;所述第二控制模块DC-DC子控制模块的控制模式包括升压补偿模式与旁路模式两种工作模式。
所述第一端口、第二端口均连接有Buck型功率优化器,Buck型功率优化器包括Buck型DC-DC功率变换电路、第一控制模块,其中:所述第一控制模块包括采样单元、处理单元、驱动单元、通讯单元,所述采样单元用于采集所述Buck型DC-DC功率变换电路的输入电压、电流及输出电压、电流参数;所述处理单元根据其对应的功率变换电路的电参量变化跟踪所述光伏组件的最大功率点,并独立设置脉冲调制开关信号的占空比,生成Buck型DC-DC功率变换电路的控制信号;所述驱动单元用于对所述控制信号进行功率放大后以驱动控制Buck型DC-DC功率变换电路;所述通讯单元将采样单元采集的采集所述Buck型DC-DC功率变换电路的输入电压、电流及输出电压、电流参数及处理单元计算的所述Buck型DC-DC功率变换电路的占空比数据上传所述复合型光伏逆变器。
所述DC-AC子控制模块用于为使得所述第一光伏组件串组的第一控制模块的占空比参考量不超出优化参考范围而可变化地调节所述DC-AC逆变模块的输入电压,包括:当占空比参考量超出优化参考范围,所述DC-AC子控制模块以相应升高第一幅值或减少第一幅值地调节所述DC-AC逆变模块输入电压;当占空比参考量未超出优化参考范围,所述DC-AC子控制模块维持所述DC-AC逆变模块输入电压不变;
所述DC-DC子控制模块用于为使得所述第二光伏组件串组的第一控制模块的占空比参考量不超出优化参考范围而可变化地调节所述DC-DC升压变换模块的输入电压,包括:当占空比参考量超出优化参考范围,所述DC-DC子控制模块以相应升高第一幅值或减少第一幅值地调节所述DC-DC升压变换模块输入电压;当占空比参考量未超出优化参考范围,所述DC-DC子控制模块维持DC-DC升压变换模块输入电压不变。
一种基于所述复合型光伏逆变器的控制方法,所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的采集单元采集所述DC-DC升压变换模块输入电压、母线电压等电参数;所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的通讯单元,收集第一光伏组件串组与第二光伏组件串的第一控制模块的通信单元发送的占空比数据;所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的处理单元对上述通讯单元采集的占空比数据进行排序处理,并针对第一光伏组件串组与第二光伏组件串组,分别按照选取预设比例的排名靠前的占空比数据求平均值作为占空比采样集平均值;所述复合型光伏逆变器启动后所述DC-DC子控制模块的控制模式运行在升压补偿模式,此时所述DC-DC升压变换模块用于以闭环方式控制升压功率变换,以使第二光伏组件串组的输出电压经过DC-DC升压功率变换后输出电压达到所述直流母线电压,同时使第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比数据满足占空比要求而可变化地设置所述DC-DC升压变换模块的所述直流输入侧的电压参量;所述复合型光伏逆变器的处理单元比较所述采集单元采集的所述DC-DC升压变换模块输入电压、母线电压的电压值,当两者的差值小于所述数据存储单元存储的预设电压偏差阈值,所述DC-DC子控制模块控制运作模式切换到所述旁路模式,否则维持压补偿模式;所述DC-DC升压变换模块控制的旁路模式,DC-DC升压变换模块处于旁路状态,旁路通路上的旁路二极管或继电器将会处于导通状态,所述第一光伏组件串组中获取电力将直接输入DC-AC逆变模块的直流母线侧,第二光伏组件串组的输出电压为所述直流母线电压,同时使第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比数据满足占空比要求而可变化地设置DC-AC逆变模块的直流母线侧的电压参量。所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的处理单元对上述通讯单元采集的占空比数据进行排序处理,并选取预设比例的排名靠前的占空比数据求平均值作为占空比采样集平均值,所述第二控制模块获得第一光伏组件串组与第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,所述复合型光伏逆变器的处理单元比较所述第一光伏组件串组与第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,当两者的差值大于所述数据存储单元存储的预设占空比偏差阈值,所述DC-DC子控制模块控制运作模式切换到所述升压补偿模式,否则维持旁路模式。
与现有技术相比,本发明有益效果如下:
本发明实现了复合型光伏逆变器升压补偿变换电路的升压补偿与旁路两种工作模式的切换,提升了整体转换效率,特别是通过连接Buck型功率优化器实现了组件级的MPPT来解决组件级失配问题,其次通过对发生大面积遮挡的光伏组件串进行升压补偿来解决BUCK型功率优化带来的组串间的电压失配问题。
本发明通过控制方法的创新,实现了升压补偿变换电路的升压补偿与旁路两种工作模式的切换,接入复合型光伏逆变器的Buck型DC-DC升压变换电路的光伏组件串在被遮挡影响的较大面积遮挡消失后,Buck型DC-DC升压变换电路能够很快切换到旁路模式,这样不但接入Buck型DC-DC升压变换电路的大部分光伏组件功率优化器可以运行在占空比接近1的状态,同时旁路后复合型光伏逆变器整体有更高的转换效率。
附图说明
图1是本发明复合型光伏逆变器的框架示意图;
图2是本发明复合型光伏逆变器升压补偿模式示意图;
图3是本发明复合型光伏逆变器旁路模式示意图;
图4是本发明连接有Buck型功率优化器的复合型光伏逆变器的框架示意图;
图5是本发明应用实施例示意图(一);
图6是本发明应用实施例示意图(二)。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明。
如图1-图4,本发明复合型光伏逆变器包括DC-DC升压变换模块和DC-AC逆变模块以及三端口电路,三端口电路包括第一端口、第二端口与第三端口,所述第一端口用于与光伏阵列中的第一光伏组件串组连接,第二端口为DC-DC升压变换模块的输入端口,用于与光伏阵列的第二光伏组件串组连接,第三端口为所述DC-AC逆变模块的输入端口,第一光伏组件串组的输出端、DC-DC升压变换模块的输出端和所述DC-AC逆变模块的输入端通过直流母线连接,DC-AC逆变模块的输出端口与交流电网相连;本发明复合型光伏逆变器还设有第二控制模块,第二控制模块包括DC-AC子控制模块与DC-DC子控制模块、采集单元、处理单元、数据存储单元、通讯单元;在DC-DC升压变换模块上并联一个旁路二极管或继电器,旁路二极管或继电器正接在所述第二光伏组件串的正极输入端,负极接在直流母线电容的正极端;所述第二控制模块DC-DC子控制模块的控制模式包括升压补偿模式与旁路模式两种工作模式。
如图4,其中,波浪线框内是指受到遮挡等影响的第二光伏组件串。第一端口、第二端口均连接有Buck型功率优化器,Buck型功率优化器包括Buck型DC-DC功率变换电路、第一控制模块,其中:第一控制模块包括采样单元、处理单元、驱动单元、通讯单元,采样单元用于采集所述Buck型DC-DC功率变换电路的输入电压、电流及输出电压、电流参数;处理单元根据其对应的功率变换电路的电参量变化跟踪所述光伏组件的最大功率点,并独立设置脉冲调制开关信号的占空比,生成Buck型DC-DC功率变换电路的控制信号;所述驱动单元用于对所述控制信号进行功率放大后以驱动控制Buck型DC-DC功率变换电路;所述通讯单元将采样单元采集的采集所述Buck型DC-DC功率变换电路的输入电压、电流及输出电压、电流参数及处理单元计算的所述Buck型DC-DC功率变换电路的占空比数据上传所述复合型光伏逆变器。
第二控制模块用于可变化地设置DC-AC逆变模块的直流母线的输入电压以及DC-DC升压变换模块的直流输入电压,以使所述第一与第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比数据分别满足占空比优化要求;所述第二控制模块用于为使得第一变换级的占空比参考量不超出优化参考范围而可变化地调节第二变换级输入电压包括:当占空比参考量超出优化参考范围,所述第二控制模块以相应升高第一幅值或减少第一幅值地调节第二变换级输入电压;当占空比参考量未超出优化参考范围,所述第二控制模块维持第二变换级输入电压不变。
DC-AC子控制模块用于为使得所述第一光伏组件串组的第一控制模块的占空比参考量不超出优化参考范围而可变化地调节所述DC-AC逆变模块的输入电压,包括:当占空比参考量超出优化参考范围,所述DC-AC子控制模块以相应升高第一幅值或减少第一幅值地调节所述DC-AC逆变模块输入电压;当占空比参考量未超出优化参考范围,所述DC-AC子控制模块维持所述DC-AC逆变模块输入电压不变;
DC-DC子控制模块用于为使得所述第二光伏组件串组的第一控制模块的占空比参考量不超出优化参考范围而可变化地调节所述DC-DC升压变换模块的输入电压,包括:当占空比参考量超出优化参考范围,所述DC-DC子控制模块以相应升高第一幅值或减少第一幅值地调节所述DC-DC升压变换模块输入电压;当占空比参考量未超出优化参考范围,所述DC-DC子控制模块维持DC-DC升压变换模块输入电压不变。
如图2、图3,本发明基于所述复合型光伏逆变器的控制方法,具体是:复合型光伏逆变器的第二控制模块的采集单元采集所述DC-DC升压变换模块输入电压、母线电压等电参数;所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的通讯单元,收集第一光伏组件串组与第二光伏组件串的第一控制模块的通信单元发送的占空比数据;所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的处理单元对上述通讯单元采集的占空比数据进行排序处理,并选取预设比例的排名靠前的占空比数据求平均值作为占空比采样集平均值;所述复合型光伏逆变器启动后所述DC-DC子控制模块的控制模式运行在升压补偿模式,此时所述DC-DC升压变换模块用于以闭环方式控制升压功率变换,以使第二光伏组件串组的输出电压经过DC-DC升压功率变换后输出电压达到所述直流母线电压,同时使第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比数据满足占空比要求而可变化地设置所述DC-DC升压变换模块的所述直流输入侧的电压参量;所述复合型光伏逆变器的处理单元比较所述采集单元采集的所述DC-DC升压变换模块输入电压、母线电压的电压值,当两者的差值小于所述数据存储单元存储的预设电压偏差阈值,所述DC-DC子控制模块控制运作模式切换到所述旁路模式,否则维持压补偿模式;所述DC-DC升压变换模块控制的旁路模式,DC-DC升压变换模块处于旁路状态,旁路通路上的旁路二极管或继电器将会处于导通状态,所述第一光伏组件串组中获取电力将直接输入DC-AC逆变模块的直流母线侧,第二光伏组件串组的输出电压为所述直流母线电压,同时使第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比数据满足占空比要求而可变化地设置DC-AC逆变模块的直流母线侧的电压参量。所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的处理单元对上述通讯单元采集的占空比数据进行排序处理,并选取预设比例的排名靠前的占空比数据求平均值作为占空比采样集平均值,所述第二控制模块获得第一光伏组件串组与第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,所述复合型光伏逆变器的处理单元比较所述第一光伏组件串组与第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,当两者的差值大于所述数据存储单元存储的预设占空比偏差阈值,所述DC-DC子控制模块控制运作模式切换到所述升压补偿模式,否则维持旁路模式。
如图5、图6,是本发明具体应用的实施例原理图:
实施项目为水泥平屋顶,除在平屋顶西边有4.5米高的上人楼梯间结构,四周无遮挡。
项目共采用规格166-72-450W型单晶硅光伏组件,该规格光伏组件功率:450Wp,峰值功率电压:41.4V,峰值功率电流:10.87A,开路电压49.6V,短路电流11.58A;项目共使用该规格光伏组件198块,该项目的所述光伏组件通过Buck型光伏功率优化器形成光伏组件串接入光伏逆变器,Buck型光伏功率优化器可以对每块光伏组件进行最大功率跟踪,并使其输出电流与光伏组件串的电流保持一致。项目总安装容量89.1KW.该实施项目分9串,每串22块光伏组件接入光伏逆变器。该实施项目的光伏组件串1、光伏组件串2、光伏组件串3、光伏组件串4、光伏组件串5、光伏组件串6、光伏组件串7与光伏组件串8均无大面积遮挡,即无障碍物,只有光伏组件串9在每天下午太阳光受到平屋顶西边有4.5米高的上人楼梯间结构的遮挡,即光伏组件串9有障碍物。
在基于Buck功率优化的复合型光伏逆变发电系统中,由于采用75kw型的本发明所述的复合型光伏逆变器,项目容配比:1.18;基于本发明复合型光伏逆变器包括DC-DC升压变换模块和DC-AC逆变模块以及三端口电路与第二控制模块,三端口电路包括第一端口、第二端口与第三端口,第一端口用于与光伏阵列中的第一光伏组件串组连接,第二端口为所述DC-DC升压变换模块的输入端口,用于与光伏阵列的第二光伏组件串组连接,第三端口为所述DC-AC逆变模块的输入端口,第一光伏组件串组的输出端、DC-DC升压变换模块的输出端和所述DC-AC逆变模块的输入端通过直流母线连接,DC-AC逆变模块的输出端口与交流电网相连;第二控制模块包括DC-AC子控制模块与DC-DC子控制模块,具体由采集单元、处理单元、数据存储单元、驱动单元和通讯单元组成;在DC-DC升压变换模块上并联一个旁路二极管或继电器,旁路二极管或继电器正接在所述第二光伏组件串的正极输入端,负极接在直流母线电容的正极端;第二控制模块的DC-DC子控制模块的控制模式包括升压补偿模式与旁路模式两种工作模式。这样,无大面积遮挡光伏组件串1-光伏组件串8通过汇流箱接入复合型光伏逆变器的DC-AC逆变模块;受到平屋顶西边有4.5米高的上人楼梯间结构的遮挡影响的光伏组件串9通上述复合型光伏逆变器的DC-DC变换器接入复合型光伏逆变器的DC-AC逆变模块。
基于Buck功率优化的复合型光伏逆变发电系统运行过程中,每天上午及中午大部分时段,太阳位于平屋顶的上人楼梯间建筑的东南或南边,上述光伏组件串9未发生大面积遮挡,此时复合型光伏逆变器的DC-DC变换器的第二控制模块的DC-DC子控制模块的控制模其运行在旁路模式以提升系统效率。此时比较光伏组件串1-光伏组件串8的第一光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值与光伏组件串9的第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,此时两者的差值小于或等于所述数据存储单元存储的预设占空比偏差阈值3%,DC-DC子控制模块控制运作模式切换维持旁路模式。同时复合型光伏逆变器母线电压调节功能,为了令所述的各Buck型光伏功率优化器的第一变换级占空比的实时数据满足实现各光伏组件的功率优化器均能运行在占空比接近1的高转换效率范围内,系统整体运行高效率;而下午时段,太阳位于平屋顶的上人楼梯间建筑的西南或西边,上述光伏组件串9将发生大面积遮挡,本发明通过给每个光伏组件连接Buck型功率优化器,使得光伏组件串9的每一个光伏组件均工作于当前条件下的最大功率点附近,实现光伏阵列功率输出最大化,解决了传统光伏发电技术的组件级失配问题,然后Buck型光伏功率优化器在进行最大功率跟踪同时为了维持被遮挡的光伏组件的输出电流一致,将进行降压升流,这样光伏组件串9的输出电压将低于其他未发生大面积遮挡光伏组件串1-光伏组件串8的输出电压;此时集中式光伏逆变器中并联的多路组串的光伏系统中,其中发生失配的组串会拉低整个并联的多路组串的共同输出电压,使其他为发生大面积遮挡的组串的Buck型功率优化器的电压转换比(占空比)远离1而运行效率降低。此时比较光伏组件串1-光伏组件串8的第一光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值与光伏组件串9的第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,此时两者的差值大于所述数据存储单元存储的预设占空比偏差阈值3%,所述DC-DC子控制模块控制运作模式切换到所述升压补偿模式。
本发明所述第二控制模块用于可变化地设置DC-DC升压变换模块的输入电压,以使光伏组件串9中的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比数据满足占空比优化要求。
为了应对外界条件包括太阳辐照的入射角度、辐照量等引起的太阳遮挡变化,所述复合型光伏逆变器的处理单元持续比较所述第一光伏组件串组的光伏组件串1-光伏组件串8与第二光伏组件串组光伏组件串9的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,当两者的差值大于所述数据存储单元存储的预设占空比偏差阈值3%,DC-DC子控制模块控制运作模式切换到所述升压补偿模式,否则维持旁路模式。
需要声明的是,上述具体实施方式仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理,在本发明所公开的技术范围内,任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种复合型光伏逆变器,其特征在于,所述复合型光伏逆变器包括DC-DC升压变换模块和DC-AC逆变模块以及三端口电路,三端口电路包括第一端口、第二端口与第三端口,所述第一端口用于与光伏阵列中的第一光伏组件串组连接,所述第二端口为所述DC-DC升压变换模块的输入端口,用于与光伏阵列的第二光伏组件串组连接,所述第三端口为所述DC-AC逆变模块的输入端口,所述第一光伏组件串组的输出端、所述DC-DC升压变换模块的输出端和所述DC-AC逆变模块的输入端通过直流母线连接,所述DC-AC逆变模块的输出端口与交流电网相连;所述复合型光伏逆变器还设有第二控制模块,所述第二控制模块包括DC-AC子控制模块与DC-DC子控制模块,具体由采集单元、处理单元、数据存储单元、驱动单元和通讯单元组成;
在DC-DC升压变换模块上并联一个旁路二极管或继电器,旁路二极管或继电器正接在所述第二光伏组件串的正极输入端,负极接在直流母线电容的正极端;
所述第二控制模块的DC-DC子控制模块的控制模式包括升压补偿模式与旁路模式两种工作模式。
2.根据权利要求1所述的复合型光伏逆变器,其特征在于:所述第一端口、第二端口均连接有Buck型功率优化器,Buck型功率优化器包括Buck型DC-DC功率变换电路、第一控制模块,其中:所述第一控制模块包括采样单元、处理单元、驱动单元、通讯单元,所述采样单元用于采集所述Buck型DC-DC功率变换电路的输入电压、电流及输出电压、电流参数;所述处理单元根据其对应的Buck型DC-DC功率变换电路的电参量变化跟踪所述光伏组件的最大功率点,并独立设置脉冲调制开关信号的占空比,生成Buck型DC-DC功率变换电路的控制信号;所述驱动单元用于对所述控制信号进行功率放大后以驱动控制Buck型DC-DC功率变换电路;所述通讯单元将采样单元采集的所述Buck型DC-DC功率变换电路的输入电压、电流及输出电压、电流参数及处理单元计算的所述Buck型DC-DC功率变换电路的占空比数据上传所述复合型光伏逆变器。
3.根据权利要求2所述的复合型光伏逆变器,其特征在于:所述DC-AC子控制模块用于为使得所述第一光伏组件串组的第一控制模块的占空比参考量不超出优化参考范围而可变化地调节所述DC-AC逆变模块的输入电压,包括:当占空比参考量超出优化参考范围,所述DC-AC子控制模块以相应升高第一幅值或减少第一幅值地调节所述DC-AC逆变模块输入电压;当占空比参考量未超出优化参考范围,所述DC-AC子控制模块维持所述DC-AC逆变模块输入电压不变;
所述DC-DC子控制模块用于为使得所述第二光伏组件串组的第一控制模块的占空比参考量不超出优化参考范围而可变化地调节所述DC-DC升压变换模块的输入电压,包括:当占空比参考量超出优化参考范围,所述DC-DC子控制模块以相应升高第一幅值或减少第一幅值地调节所述DC-DC升压变换模块输入电压;当占空比参考量未超出优化参考范围,所述DC-DC子控制模块维持DC-DC升压变换模块输入电压不变。
4.一种基于权利要求1所述复合型光伏逆变器的控制方法,其特征在于:
所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的采集单元采集所述DC-DC升压变换模块输入电压、母线电压电参数;
所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的通讯单元,收集第一光伏组件串组与第二光伏组件串的第一控制模块的通信单元发送的占空比数据;
所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的处理单元对上述通讯单元采集的占空比数据进行排序处理,并针对第一光伏组件串组与第二光伏组件串组,分别按照选取预设比例的排名靠前的占空比数据求平均值作为占空比采样集平均值;
所述复合型光伏逆变器启动后所述DC-DC子控制模块的控制模式运行在升压补偿模式,此时所述DC-DC升压变换模块用于以闭环方式控制升压功率变换,以使第二光伏组件串组的输出电压经过DC-DC升压功率变换后输出电压达到所述直流母线电压,同时使第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比数据满足占空比要求而可变化地设置所述DC-DC升压变换模块的所述直流输入侧的电压参量;所述复合型光伏逆变器的处理单元比较所述采集单元采集的所述DC-DC升压变换模块输入电压、母线电压的电压值,当两者的差值小于所述数据存储单元存储的预设电压偏差阈值,所述DC-DC子控制模块控制运作模式切换到所述旁路模式,否则维持压补偿模式;
所述DC-DC升压变换模块控制的旁路模式,DC-DC升压变换模块处于旁路状态,旁路通路上的旁路二极管或继电器将会处于导通状态,所述第一光伏组件串组中获取电力将直接输入DC-AC逆变模块的直流母线侧,第二光伏组件串组的输出电压为所述直流母线电压,同时使第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比数据满足占空比要求而可变化地设置DC-AC逆变模块的直流母线侧的电压参量;所述复合型光伏逆变器的第二控制模块的处理单元对上述通讯单元采集的占空比数据进行排序处理,并选取预设比例的排名靠前的占空比数据求平均值作为占空比采样集平均值,所述第二控制模块获得第一光伏组件串组与第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,所述复合型光伏逆变器的处理单元比较所述第一光伏组件串组与第二光伏组件串组的Buck型功率优化器的第一控制模块的占空比采样集平均值,当两者的差值大于所述数据存储单元存储的预设占空比偏差阈值,所述DC-DC子控制模块控制运作模式切换到所述升压补偿模式,否则维持旁路模式。
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